嵌入式系统设计-Chapter5-任务管理与调度

// Start multitasking. OSStart();
return 0; }
void TestTask1(void *pdata)
{ printf("%4u: ***** Test Task 1 First call *****\n", OSTime);
//Create 3 other tasks OSTaskCreate(TestTask2, (void *) 22, &TestTaskStk2[TASK_STK_SIZE], 22); OSTaskCreate(TestTask3, (void *) 33, &TestTaskStk3[TASK_STK_SIZE], 33); OSTaskCreate(TestTask4, (void *) 10, &TestTaskStk3[TASK_STK_SIZE], 10);
不少应用本身就是由多个任务构成的
如一个应用可能需要进行以下任务的处理：计算、从 网络获取数据和刷新显示屏幕
采用多任务的处理方式是应用问题的一个非常自然的 解决方式
任务之间具有较高的独立性，耦合性小
通过增加新的任务就能方便的扩充系统功能
实时性强
保证紧急事件得到优先处理成为可能
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在嵌入式实时系统中
嵌入式系统设计
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第五章 任务管理与调度
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主要内容
任务 任务管理 任务调度 优先级反转
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High Priority Task
Task
Importance
Task Task
Each Task
Event
Event
Low Priority Task
Task Task
Task
Infinite Loop
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进程由代码、数据、堆栈和进程控制块构成。
进程控制块包含了操作系统用来控制进程所需要的 信息：
进程状态 CPU寄存器 调度信息 内存管理信息 I/O状态信息等
早期的进程，包含了以下两个方面的内容：
资源。进程是资源分配的基本单位，一个进程包括 一个保存进程映像的虚拟地址空间、主存、I/O设备 和文件等资源。
{ while (1) { printf("%4u: +++++ Test Task 10 +++++\n", OSTime); OSTaskSuspend(10); /
程序运行结果6
采用多任务的好处：
任务的规模较小
每个任务更容易编码和调试，其质量也更容易得到保 证
也有一些嵌入式实时操作系统采用了多 进程/多线程模型：
系统中包含多个进程，每个进程对应又包含 多个线程
适合于处理复杂的应用
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第一节 任务
任务的定义及其主要特性 任务的内容 任务的分类 任务参数
多进程/多线程模型（如Windows NT、Solaris、 Mach等）：在多进程/多线程模型中，系统有多个进 程，每个进程又可包含多个线程
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单进程/单线程模型
单进程/多线程模型
多进程/单线程模型
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多进程/多线程模型
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大多数嵌入式实时内核：单进程/多线程 模型，或简单地称为任务模型
把整个应用当作一个没有定义的进程来对待； 应用则被划分为多个任务的形式来进行处理。 适用于实时性要求较高的、相对简单的应用
Splitting an application into Tasks
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int main(void)
{ // Initialize uCOS-II.
OSInit();
Task demo based on uCOS
// Create the first task OSTaskCreate(TestTask1, (void *) 11, &TestTaskStk1[TASK_STK_SIZE], 11);
任务（task）通常为进程（process）和线程（thread） 的统称
任务是调度的基本单位
进程最初由Multics的设计者在60年代提 出来的，主要包括以下内容：
一个正在执行的程序； 计算机中正在运行的程序的一个实例； 可以分配给处理器，并由处理器执行的一个实体；
由一个顺序的执行线程、一个当前状态和一组相关的 系统资源所刻画的活动单元。
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引入线程的概念后，可把进程和线程的 使用分为以下几种模型：
单进程/单线程模型（如MS-DOS）：整个系统只有 一个进程、一个线程
单进程/多线程模型：在单进程/多线程模型中，整个 系统有一个进程、多个线程
多进程/单线程模型（如传统的UNIX）：在多进程/单 线程模型中，整个系统有多个进程，每个进程只有一 个线程
OSTimeDly(1); } }
void TestTask3(void *pdata)
{ while (1) { printf("%4u: ***** Test Task 33 *****\n", OSTime); OSTimeDly(1); }
}
void TestTask4(void *pdata)
调度执行。进程作为操作系统的调度实体，是调度 的基本单位。
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随着操作系统的发展，进程所包含的两 个方面的内容逐渐被分开：
轻量级进程或线程：调度执行的单位
进程：资源分配的单位
线程是进程内部一个相对独立的控制流，由线 程上下文和需要执行的一段程序指令构成
在进程中，所有线程共享该进程的状态和资 源，可以访问相同的数据
while (1)
{
printf("%4u: ***** Test Task 11 *****\n", OSTime);
OSTimeDly(1);
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}
}
void TestTask2(void *pdata)
{ while (1) { printf("%4u: ***** Test Task 22 *****\n", OSTime);
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使用线程的优势：
创建：在一个已有进程中创建一个新线程比创建一个全 新的进程所需的时间开销少；
终止：终止一个线程比终止一个进程所花费的时间少； 切换：线程切换比进程切换所花费的时间少；
通信：使同一进程内部不同线程之间的通信效率得到显 著提高。
在大多数操作系统中，不同进程之间的通信需要内核的干 预，而同一进程内部不同线程之间则可直接通信。