一种嵌入式微调度器的实现方法

用 中需 要 使 用 大 量 的传 感 器 、 行 器 和 控 制 器 等 ， 其 数 执 对
据 显 示 和 传 输 控 制 需 要 通 过 不 同优 先 级 的任 务 来 控 制 。 ③ 低 消 耗 要 求 。 随 着 应 用 环 境 的 复 杂 化 ， 智 能 仪 对
的 、 能确 定 的 多 个 任 务 。 每 个 任 务 一 般 处 于 ３种 状 态 ： 功 执行 状 态 、 绪 状 态 和 等 待 状 态 （ 的 操 作 系 统 还 具 有 挂 就 有 起 和休 眠状 态 ） 。为 了 满 足 实 时 性 要 求 ， 统 根 据 一 定 的 系
② 动 态 算 法 ：在 系 统 初 始 化 时 初 步 分 配 一 个 优 先
３ 嵌 入 式 微 调 度 器 的设 计 与 实现
根 据 智 能 仪 表 对 调 度 算 法 实 时 性 、 任 务 、 消 耗 的 多 低
级 。每 一 个 任 务 在 运 行 时 可 以 改 变 它 的优 先 级 。 当前 的嵌 入 式 操 作 系 统 一 般 采 用 静 态 算 法 ， 在处 理 只
此 外 ， 要 求 调 度 器 必 须 有 精 确 定 时 的 功 能 ， 就 是 还 也
事件 驱 动 和 时 钟 驱 动 相 Nhomakorabea 合 ， 满 足 智 能 仪 表 中周 期 性 任 以 务 执行 和 突 发 性 任 务 执 行 的需 要 。
优 先 级 保 持 不 变 。 当一 个 事 件 发 生 时 ， 度 程 序 只 需 要 查 调 就绪表 ， 可以调度哪个任务处于运行状态 。 就
要 求 ， 文 提 出 了 一 种 新 的静 态 优 先 级 ， 任 务 队列 、 有 本 单 具
４种 任 务状 态 的 非 抢 占式 调 度 的 轻 量 级 任 务 调 度 算 法 ， 并 根 据 这 种 算 法 实 现 了应 用 于 智 能 仪 表 的 调 度 器 。该 算 法 的特 点 是 以任 务 在 任 务 控 制 块 数 组 中 的 相 对 位 置 表 示 优 先 级 高 低 ， 务 的状 态 和 延 时 量 使 用 统 一 的 任 务 状 态 字 ， 任
型 的 ８位 、 ６位 Ｓ Ｃ上 进 行 设 计 ， １ ｏ 实现 了基 于 这 种 算 法 的 嵌 入 式操 作 系统 。
关键词
微 调 度 器 仪 器仪 表
调 度 算 法
智 能 仪 表 是 自动 控 制 技 术 的 重 要 组 成 部 分 。 随 着 智
优 先 级 反 转 时 临 时采 用 动 态 优 先 级 算 法 。
原 则 选择 合 适 的任 务 执行 。 常见 的 任务 调 度算 法 分 为 静 态 算 法 和 动 态 算 法 两 类 ： ① 静 态 算 法 ：在 系 统 在 运 行 前 （ 即系 统 初 始 化 阶段 ） ， 就 为 所 有 的任 务 分 配 固定 的优 先 级 别 ， 系统 执 行 过 程 中 在
表 的计 算 能 力 要 求越 来 越 高 ， 必 要 求 调 度 器 必 须 占 用 较 势
少 的系 统 资 源 。 ④ 低 成 本 要 求 。为 了 降 低 成 本 ， 硬 件 设 计 上 ， 储 在 存 器 的大 小 是 成 本 控 制 的 一 个 方 面 。因 此 ， 求 提 供 的调 度 要 器 必 须 具 备 小 内核 以减 小 存 储 空 间 。
操 作 系统 的特 殊 要 求 设 计 了 一 种 新 的任 务 调 度 算 法 ， 实 并
现 了 一 个应 用 于 中 低 端 仪 器 仪 表 的 嵌 入 式 微 调 度 器 。
１ 实 时任 务 调 度 的 一 般 方 法 和 策 略
在 实 时 操 作 系 统 中 ， 统 把 应 用 分 为 行 为 可 以 预 知 系
能 仪 表 在 工 业 控 制 、 信 和 汽 车 电 子 中 的 广 泛 应 用 ， 能 通 智
仪表逐渐向数字化 、 网络 化 、 能 化 方 向 发 展 ； 时 ， 能 智 同 智
２ 仪 器 仪 表 对 调 度 算 法 的要 求
为 了 提 高 仪 表 的可 靠 性 ， 现 高性 能 、 功 能 应 用 ， 实 多 应
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一
种 嵌 入式 微 调度 矗 的实现 方 法 ＊
■ 重 庆 邮 电大 学 曾 素 华 蒋 建 春
常 用 的嵌 入 式操 作 系统 不 能 很 好 地 满足 中低 端 仪 器 仪 表 小 内核 、 实 时性 、 可 靠 性 的 要 求 。 本 文 通 过 高 高 摘 要 分 析 常 见 嵌 入 式操 作 系统 的 任 务 调 度 算 法 ， 出一 种 新 的应 用 于 智 能 仪 表 的 实 时任 务 调 度 算 法 ， 提 并在 典
＊ ① 国家 高 技 术 研 究 发 展 计 划 （ ６ ８ ３计 划 ） ２ ０ ＡＡＩ Ａ１ （０６ １ Ｃ１—３ 汽 车 ， 节 气 门控 制 软 件 及 电控 系 统 支 撑 技 术 开 发 ） ； ② 国家 高 技 术 研 究 发 展 计 划 （ ６ ８ ３计 划 ） ２ ０ ＡＡｌ Ａ１ ７—２ 长 安 （０６ ｌ ０ ，
用 于智 能 仪 表 的 调 度 器 必 须 满 足 以 下 要 求 ： ① 良好 的实 时 性 。智 能 仪 表 必 须 实 时 地 对 通 过 现 场 总 线 采 集 的数 据 进 行 数 字 编 码 ， 过 人 机 界 面 进 行 显 示 ， 通 并 把 用 户 对 被 监 控 系 统 的 参 数 设 置 实 时 地 传 送 给 执 行 部件 。 ② 基 于 优 先 级 的任 务 调 度 策 略 。在 复 杂 的大 规 模 应
仪表 复 杂度 不 断增 加 ， 实 时 性 要 求 几 乎 达 到 了 苛 刻 的程 对 度 。在 编程 方 式 和 代 码 重 复 利 用 等 方 面 ， 循 环 方 式 的智 超 能仪 表越 来 越 不 能 满 足 资 源 管 理 和 系统 的实 时要 求 ， 切 迫
需要 在 中低 端智 能 仪 表 中 加 入 一 些 轻 量 级 的 多 任 务 管 理 的 调 度器 或 实 时操 作 系 统 。本 文 根 据 智 能 仪 表 对 嵌 入 式