经典再续：μC/OS-III
发布时间：2016-2-25 11:49
发布者：designapp
关键词：
RTOS
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μC/OS-III相比于μC/OS-II做了很多的改进，是一款全新的内核，在效率方面有了很大提升，并且支持任务的时间片轮转调度，摒弃了一些不必要的内容，如消息邮箱，对于熟悉μC/OS-II的工程师来说，上手μC/OS-III还是比较容易的，先来了解一下μC/OS-III做了哪些具体的改进。 一、时钟节拍的改进 在RTOS中,任务可通过调用延时函数(如OSTimeDly( )函数)将自己延时挂起一段时间，任务在延时的过程中会释放CPU,延时的任务不占用宝贵的CPU资源,而是由时钟节拍服务统一管理，时钟节拍服务是一个周期性运行的任务，由周期的时钟节拍中断触发,而时钟节拍中断可由硬件定时器产生，以此来分担CPU的工作量。 在μC/OS-II中，时钟节拍服务是在时钟节拍中断服务程序中完成的，每次时钟节拍服务都会遍历整个任务链表，依次处理每个任务，如果该任务的延时计数为0，则跳过该任务，如果计数非0，则进行减1操作，并判断减1后是否为0，为0则表明延时时间已到，使相关任务进入就绪态。如果系统的任务数目较多的话，时钟节拍服务遍历整个任务链表的时间较长，而且该服务函数在中断中被调用，因此也会导致中断执行的时间过长，不符合实时操作系统的设计理念。 在μC/OS-III中，周期性的硬件定时器通过中断触发中断服务函数，在中断服务函数中调用时钟节拍服务函数，但是该时钟节拍服务函数不需要遍历整个任务链表，只是发送一个信号量，即可结束中断，时钟节拍任务接收该信号量，恢复运行，处理延时函数，为了提高时钟节拍的处理速度，还采用了哈希散列表机制来管理任务，使得查找速度更加高效合理。 二、任务调度的改进 在μC/OS-II中，任务调度是完全基于优先级的，每个任务都有不同的优先级，不允许2个任务具有相同的优先级，并且支持的任务数量是有限制的。 在μC/OS-III中，可以支持任意数目的任务和优先级，用户根据实际情况来定，当然在实时操作系统中，要尽可能的精简任务数目，在μC/OS-III中，增加了任务的时间片轮转调度算法，也就是说不同的任务允许具有相同的优先级，因此，任务的数量就可以不受优先级数量的限制了，每一个优先级的任务数量可以有多个，同一优先级的任务根据实际需要分配执行时间，时间到时释放CPU，使得其它任务得以执行，如此循环往复。除此之外，还对任务优先级查找算法进行了改进，在此不再详述。 三、信号量的改进 在多任务实时操作系统中，信号量是最基本最常用的机制，用来实现任务之间的通信和同步、任务和中断之间的通信和同步以及对共享资源的访问，在μC/OS-II中，提供了基本的信号量创建、等待和释放等操作。 在μC/OS-III中，对信号量的使用增加了一些可选参数，如非阻塞等待、释放但不进行任务调度等操作，具有较高的灵活性。更为方便和重要的是，在μC/OS-III中增加了任务内嵌的信号量，用户无需创建信号量便可和其它任务通信，使用起来比普通信号量更加简单高效。比如两个任务之间的数据传送很明确，任务A接收数据完成后，只有任务B来执行数据的处理，也就是说只有一个任务等待任务A的信号量，而且任务A知道要将信号量发送给哪个任务，便可以使用内嵌信号量来进行通信和同步。 四、小结 以上仅列举了几点在μC/OS-III中比较重要的改进，μC/OS-III实时内核无论在效率、稳定性、用户使用灵活性方面都做了重要的改进，是一款全新的实时内核，详见书籍《嵌入式实时操作系统μC/OS-III》。 |
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