HIMA F 8650X 中央模块 PN:98 4865065 REV,01

发布时间 2023-06-17 10:19:04作者: 17750010683雄霸-赖工
HIMA F 8650X 中央模块 PN:98 4865065 REV,01
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多任务机制
  其实在单一CPU 的情况下,是不存在真正的多任务机制的,存在的只有不同的任务轮流使用CPU,所以本质上还是单任务的。但由于CPU执行速度非常快,加上任务切换十分频繁并且切换的很快,所以我们感觉好像有很多任务同时在运行一样。这就是所谓的多任务机制。
  实时系统的特征是延时可预测,能够在一个规定的时间内(通常是 ms 级别的)对某些信号做出反应。
  2、任务的状态
  任务有下面的特性:任务并不是随时都可以运行的,而一个已经运行的任务并不能保证一直占有 CPU 直到运行完。一般有就绪态,运行态,挂起态等。
  运行态:一个运行态的任务是一个正在使用 CPU 的任务。任何时刻有且只有一个运行着的任务。
  就绪态:一个就绪态任务是可运行的,等待占有 CPU 的任务释放 CPU。
  挂起态:某些条件不满足而挂起不能运行的状态。
  3、如何转化为就绪态
  INT32U OSRdyTbl; /* 就绪任务表 */
  上面定义一个 32 位变量,每一位代表一个任务,0 表示挂起状态,1 表示就绪状态。它记录了各任务的就绪与否状态,称它为就绪表。OSRdyTbl 定义为 32 位变量,对应32 个任务。当然,定义为 64 位的话,便  多能支持 64 个任务。这样,可以定义两个宏,实现把任务的状态变为就绪或挂起态。
  /* 在就绪表中登记就绪任务 */
  #define OSSetPrioRdy(prio) { OSRdyTbl |= 0x01《《prio;} //把相应位置1
  /* 从就绪表中删除任务 */
  #define OSDelPrioRdy(prio) { OSRdyTbl &= ~(0x01《《prio); }//把相应位清零
  任务之间互相独立,不存在互相调用的关系。所有任务在逻辑上都是平等的。由于任务之间互相看不见,所以他们之间的信息传输就无法当面完成。这就需要各种通信机制如信号量,消息邮箱,队列等来实现。
  4、什么是抢占式调度?
  调度的概念,通俗的说就是系统在多个任务中选择合适的任务执行。系统如何知道何时该执行哪个任务?可以为每个任务安排一个  的优先级别,当同时有多个任务就绪时,优先运行优先级较高的任务。同时,任务的优先级也作为任务的  标识号。代码中都是对标识号来完成对任务的操作的。
  所谓“抢占式调度”是指:一旦就绪状态中出现优先权更高的任务,便立即剥夺当前任务的运行权,把CPU分配给更高优先级的任务。这样CPU 总是执行处于就绪条件下优先级  的任务。
  5、多任务系统的时间管理
  与人一样,多任务系统也需要一个“心跳”来维持其正常运行,这个心跳叫做时钟节拍,通常由定时器产生一个固定周期的中断来充当。
  OSTimeDly 函数就是以时钟节拍为基准来延时的(在时钟的中断服务函数中,依次对各个延时任务的延时节拍数减1。若发现某个任务的延时节拍数变为0,则把它从挂起态置为就绪态。)。这个函数完成功能很简单,就是先挂起当起当前任务,设定其延时节拍数,然后进行任务切换,在指定的时钟节拍数到来之后,将当前任务恢复为就绪状态。任务必须通过OSTImeDly或 OSTaskSuspend 让出CPU的使用权(延时或等待事件),使更低优先级任务有机会运行。
  6、如何实现多任务?
  只有一个CPU,如何在同一时间实现多个独立程序的运行?要实现多任务,条件是每个任务互相独立。人如何才能独立,有自己的私有财产。任务也一样,如果一个任务有自己的CPU,堆栈,程序代码,数据存储区,那这个任务就是一个独立的任务。(CPU是通过多任务机制获得的,其他的需要你分配)
  TIPS:
  如果一个任务正在运行某个公共函数时(如Printf), 被另一个高优先级的任务抢占,那么当这个高优先级的任务也调用同一个公共函数时,极有可能破坏原任务的数据。因为两个任务可能共用一套数据。为了防止这种情况发生,常采用两种措施:可重入设计和互斥调用。
  可重入函数中所有的变量均为局部变量,局部变量在调用时临时分配空间,所以不同的任务在不同的时刻调用该函数时,它们的同一个局部变量所分配的存储空间并不相同(任务私有栈中),互不干扰。另外,如果可重入函数调用了其他函数,则这些被调用的函数也必须是可重入函数。
  实现互斥(独占)访问的方法有关中断,关调度,互斥信号量,计数信号量等。

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