uml第18章實時系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-06-18 12:21 本頁面
【文章內容簡介】 機制，在多任務內核中普遍使用。信號量用于： （ 1）控制共享資源的使用權 （ 2）標志某事件的發(fā)生 （ 3）使兩個任務的行為同步 如圖 1810所示中的兩個任務競爭得到排它性打印機使用權，圖中信號量用一把鑰匙表示，想使用打印機先要得到這把鑰匙。 圖 1810 多任務共享一個 RS232C外設接口，各任務要送命令給接口另一端的設備并接收該設備的回應。如圖 1811所示。 圖 1811 ? 計數(shù)式信號量用于某資源可以同時為幾個任務所用。例如，用信號量管理緩沖區(qū)陣列（ buffer pool），如圖 1812所示。 圖 1812 中斷 ? 中斷是一種硬件機制，用于通知 CPU有個異步事件發(fā)生了。中斷一旦被識別， CPU保存部分（或全部）現(xiàn)場即部分或全部寄存器的值，跳轉到專門的子程序，稱為中斷服務子程序（ ISR）。中斷服務子程序做事件處理，處理完成后： （ 1）在前后臺系統(tǒng)中，程序回到后臺程序。 （ 2）對不可剝奪型內核而言，程序回到被中斷了的任務。 （ 3）對可剝奪型內核而言，讓進入就緒態(tài)的優(yōu)先級最高的任務開始運行。 ? 微處理器一般允許中斷嵌套，也就是說在中斷服務期間，微處理器可以識別另一個更重要的中斷，并服務于那個更重要的中斷，如圖 1813所示。 圖 1813 ? 中斷延遲 中斷延遲 =關中斷的最長時間 +開始執(zhí)行中斷服務子程序的第一條指令的時間 ? 中斷響應。中斷響應定義為從中斷發(fā)生到開始執(zhí)行用戶的中斷服務子程序代碼來處理這個中斷的時間。中斷響應時間包括開始處理這個中斷前的全部開銷。 ? 中斷恢復時間。中斷恢復時間定義為微處理器返回到被中斷了的程序代碼所需要的時間。 ? 中斷處理時間。雖然中斷服務的處理時間應該盡可能的短，但是對處理時間并沒有絕對的限制。 ? 中斷延遲、響應和恢復。圖 1814到圖 1816分別示意前后臺系統(tǒng)、不可剝奪型內核、可剝奪型內核相應的中斷延遲、響應和恢復過程。 圖 1814 圖 1815 圖 1816 ? 非屏蔽中斷。有時，中斷服務必須來得盡可能地快，內核引起的延時變得不可忍受，在這種情況下可以使用非屏蔽中斷。非屏蔽中斷可以用增加外部電路的方法禁止掉，如圖 1817所示。在非屏蔽中斷服務子程序中，不能使用內核服務給任務發(fā)信號，但可以使用如圖 1818所示的中斷機制。 圖 1817 圖 1818 使用實時內核的優(yōu)缺點 ? 實時內核的使用使得實時應用程序的設計和擴展變得容易； RTOS使得應用程序的設計過程大為簡化；使用可剝奪性內核時，所有時間要求苛刻的事件都得到了盡可能快捷、有效地處理；通過有效的服務， RTOS使得資源得到更好的利用。 ? 如果應用項目對額外的需求可以承受，應該考慮使用實時內核。這些額外的需求是：內核的價格，額外的 ROM/RAM開銷， 2到 4個百分點的CPU額外負荷。 實時系統(tǒng)與通用系統(tǒng)的區(qū)別 ? 實時系統(tǒng)與其他普通的系統(tǒng)之間的最大的不同之處就是要滿足處理與時間的關系。在實時計算中，系統(tǒng)的正確性不僅僅依賴于計算的邏輯結果而且依賴于結果產(chǎn)生的時間。 ? 對于實時系統(tǒng)來說最重要的要求就是它必須有
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