簡要分析z-stack的任務(wù)處理機(jī)制

1、Z-STACK協(xié)議棧任務(wù)調(diào)度以溫濕度傳感器代碼為例講解ZigBee 是一種低速短距離傳輸?shù)臒o線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，這一名稱（又稱紫蜂協(xié)議）來源于蜜蜂的八字舞。蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò)，ZigBee 協(xié)議因此而得名。Z-Stack 意為實(shí)現(xiàn)了ZigBee協(xié)議的棧，簡稱協(xié)議棧。我們的平臺是基于 TI 的ZStack-CC2530-2.5.1a。這是一個(gè)半開源協(xié)議棧，其安全子模塊，路由模塊等關(guān)鍵代碼都以庫的方式封裝，看不到也沒辦法修改。一般只需要利用底層代碼在應(yīng)用層進(jìn)行編寫即可。這種協(xié)議棧穩(wěn)定性

2、高，成本低，適用于工程人員使用。一個(gè)Z-Stack工程文件大約有10萬行代碼。面對這么多文件，讀者首先要理清楚他們的組織結(jié)構(gòu)和主要功能，因此Z-Stack采用了分層結(jié)構(gòu)：這里要特別注意 Z-Stack 與 OSAL 的關(guān)系：ZigBee 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議需要依靠 Z-Stack 協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)，而協(xié)議棧需要配合 OSAL 才能運(yùn)行。OSAL 為協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)了任務(wù)調(diào)度，并提供了多任務(wù)處理機(jī)制。OSAL類似于操作系統(tǒng)。OSAL 采用事件輪詢機(jī)制，各層初始化之后，系統(tǒng)進(jìn)入低功耗模式，當(dāng)事件發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)被喚醒，開始進(jìn)入中斷處理事件，事件結(jié)束后繼續(xù)進(jìn)入低功耗模式。如果同時(shí)有幾個(gè)事件發(fā)生，則判斷優(yōu)先級，按次序處理事件。

3、這種軟件架構(gòu)極大降低了系統(tǒng)的功耗。協(xié)議棧中一層有一個(gè)任務(wù)task，用8位的taskID表示，在osalInitTasks()給各層分配了taskID，按優(yōu)先級排列。在各層的任務(wù)中又包含若干個(gè)事件，事件用16位的event表示，任何一個(gè)事件只占16位中的一位（0 x0001為一個(gè)事件，0 x0010為一個(gè)事件），所以任何一層最多只有16個(gè)事件。APP層中有一個(gè)系統(tǒng)事件0 x8000，為該層優(yōu)先級最高的事件。taskcan，cnt 是count（總數(shù)）的簡寫，這個(gè)變量從名字就可以看出表示的是任務(wù)的數(shù)量。 tasksArr 意思是任務(wù)數(shù)組，它的原型是pTaskEventHandlerFntasksA

4、rr ,協(xié)議棧分層每層有一個(gè)任務(wù)，每層都有一個(gè)事件處理函數(shù)來處理任務(wù)，各層處理函數(shù)都放在了數(shù)組tsksArr中，只不過是以指針的方式存在數(shù)組tasksArr 中。任務(wù)和事件，三個(gè)和task相關(guān)的重要數(shù)據(jù)rtasksEvents,任務(wù)事件，tasksEventsidx通過idx提取該層的所有事件。const uint8 tasksCnt = sizeof( tasksArr ) / sizeof( tasksArr0 );/計(jì)算任務(wù)個(gè)數(shù)const pTaskEventHandlerFn tasksArr = macEventLoop, nwk_event_loop, Hal_ProcessEve

5、nt,. SerialApp_ProcessEvent;pTaskEventHandlerFn 從類型和翻譯就可以知道這是一個(gè)指向任務(wù)事件處理函數(shù)的指針，跳轉(zhuǎn)到SerialApp_ProcessEvent，存放了一個(gè)系統(tǒng)事件和用戶自定義的事件。結(jié)論： tasksArr是一個(gè)數(shù)組，數(shù)組里邊是指針，指針指向各種任務(wù)事件處理函數(shù)。每個(gè)函數(shù)的參數(shù)都是( uint8 task_id, UINT16 events )，每個(gè)函數(shù)的返回值都是UINT16數(shù)組taskArruint16 *tasksEventstasksEvents = (uint16 *)osal_mem_alloc( sizeof( uin

6、t16 ) * tasksCnt);/動態(tài)分配地址do if (tasksEventsidx) / 高優(yōu)先級（idx?。┑娜蝿?wù)做好準(zhǔn)備 break;/有任務(wù)則跳出循環(huán) while (+idx tasksCnt);tasksEvents是一個(gè)指針，這是指針，但是當(dāng)數(shù)組來用了數(shù)組的每個(gè)元素都對應(yīng)idx層的所有事件，事件是16位的。數(shù)組taskEventsz-stack為什么是多任務(wù)？怎么判斷優(yōu)先級。協(xié)議棧中整個(gè)組網(wǎng)過程是很復(fù)雜的，需要z-stack協(xié)議咋中各層相互配合，協(xié)議咋中就分配了很多任務(wù)，TI在代碼中給各層分配了taskID，在使用osal操作系統(tǒng)執(zhí)行任務(wù)時(shí)，根據(jù)taskID來判讀各層的優(yōu)先

7、級，taskID越小優(yōu)先級越高，所以當(dāng)協(xié)議棧全速運(yùn)行時(shí)，先執(zhí)行的是mac層的任務(wù).各層任務(wù)中又包含16位的事件，各層中的事件也是有優(yōu)先級的，我們根據(jù)應(yīng)用層的事件來分析，應(yīng)用層中的事件除去一個(gè)系統(tǒng)事件外，還可以設(shè)置15個(gè)事件，一個(gè)事件只能占16位中的其中一位（某一位置1），系統(tǒng)事件的優(yōu)先級最高0 x8000，在應(yīng)用層中都是先處理系統(tǒng)事件，設(shè)置的事件1的位置越靠左，優(yōu)先級越高，多任務(wù)處理機(jī)制？實(shí)際上協(xié)議棧中的任務(wù)都是優(yōu)先級一個(gè)一個(gè)進(jìn)行處理，只不過處理每個(gè)任務(wù)花費(fèi)的時(shí)間很短，看上去就像多個(gè)任務(wù)同時(shí)進(jìn)行處理一樣。在osal_run_system()函數(shù)下對任務(wù)進(jìn)行分配當(dāng)產(chǎn)生事件以后tasksEvent

8、sidx不為不為0.找到事件處理的代碼，關(guān)鍵分析以下幾行： events = tasksEventsidx;提取需要處理的任務(wù)事件，在這里給events賦值。 events = (tasksArridx)( idx, events );通過指針調(diào)用處理函數(shù)，處理結(jié)束一個(gè)事件異或清零。 tasksEventsidx |= events;通過按位或操作，添加未處理的任務(wù)事件到任務(wù)事件數(shù)組。溫濕度代碼來體現(xiàn)任務(wù)處理機(jī)制事件的產(chǎn)生osal_set_event( uint8 task_id, uint16 event_flag )顧名思義，這個(gè)函數(shù)就是設(shè)置事件。被傳入的事件通過一個(gè)“或操作”來寫入任務(wù)的

9、事件變量。task_id是接收的任務(wù)ID，event_flag是被設(shè)置的事件。除了上面的osal_set_event()可以設(shè)置事件，還有一個(gè)函數(shù)也可以設(shè)置事件，而且可以通過定時(shí)器指定事件的時(shí)間：uint8 osal_start_timerEx( uint8 taskID, uint16 event_id, uint16 timeout_value )這里應(yīng)用了定時(shí)器，task_id是接收的任務(wù)ID，event_id是被設(shè)置的事件，而uint16 timeout_value 則是事件啟動的周期，如果設(shè)置為5000就是在5000毫秒后啟動這個(gè)事件。事件的處理 應(yīng)用層的事件處理也是按優(yōu)先級來進(jìn)行的

10、，1的位置越靠左優(yōu)先級越高。優(yōu)先級最高的為系統(tǒng)事件0 x8000，系統(tǒng)事件中又使用switchcase ：語句分成三小部分，如果設(shè)備加入，或組建網(wǎng)絡(luò)都是先執(zhí)行系統(tǒng)事件中的ZDO_START_CHANGE上圖所示是用戶自己設(shè)定的溫濕度讀取事件，周期事件，發(fā)送事件，優(yōu)先級溫室度讀取事件較高，在tempandhum.c中seriaAPP_processEvent()函數(shù)下能找到其對應(yīng)的事件。處理完一個(gè)事件后異或清零。異或操作的知識按位的異或，相同為“0”，不同為“1”。異或操作的作用及思路在osal_run_system()函數(shù)中有 events=tasksEventsidx;這樣一串代碼，運(yùn)行到應(yīng)

11、用層時(shí)，idx的值為8，就把應(yīng)用層的所有事件賦給了16位的events，以溫濕度代碼為例：初始值events的值就為 系統(tǒng)事件、溫濕度讀取事件、發(fā)送消息事件、及周期事件的或操作。events就為1000 0000 0000 0111，if ( events & SYS_EVENT_MSG )只要表達(dá)式不為零成立，就執(zhí)行。通過按位&與操作先把系統(tǒng)事件0 x8000提取出來，通過 return ( events SYS_EVENT_MSG )異或之后events的值就為0000 0000 0000 0111作為返回值， 異或之后的代碼不執(zhí)行，只有在下次循環(huán)時(shí)才會執(zhí)行到。osal_run_system() 函數(shù)下先是把tasksEventsidx =0；清零然后再通過