【正文】 uspend......），即使是已開始運行的 Task 也未必一直占有CPU。“任務(wù) ”的三個基本特性：動態(tài)性、獨立性、并發(fā)行page山東科技大學(xué) 信息學(xué)院 86*補充： 1 任務(wù)的特性n 任務(wù)的獨立性216。 應(yīng)用系統(tǒng)中的 Task之間在功能上可能有從屬關(guān)系，但在形式結(jié)構(gòu)上都是平等的。 RTOS下的各任務(wù)都可以認(rèn)為 CPU是自己獨占的。216。 Task間的數(shù)據(jù)交互必經(jīng)由操作系統(tǒng)采用各種 “通信 ”的機制實現(xiàn)。任務(wù)的獨立性表現(xiàn)為各個任務(wù)形式結(jié)構(gòu)上的平等性和任務(wù)間信息傳遞的非直接性。page山東科技大學(xué) 信息學(xué)院 87*補充： 1 任務(wù)的特性n 任務(wù)的并發(fā)性216。 應(yīng)用系統(tǒng)中的多個 Task 宏觀上都在運行，但微觀上不是同時運行，這種并發(fā)是 “偽并發(fā) ”。216。 哪一個 Task 占有 CPU 由 RTOS 按照優(yōu)先級和就緒狀態(tài)剝奪式調(diào)度。任務(wù)的獨立性表現(xiàn)為各個任務(wù)形式結(jié)構(gòu)上的平等性和任務(wù)間信息傳遞的非直接性。page山東科技大學(xué) 信息學(xué)院 88*第 2章 補充 .目錄n 任務(wù)的特性n 任務(wù)的劃分目標(biāo)n 任務(wù)的劃分方法n 任務(wù)的可調(diào)度性分析n 任務(wù)的執(zhí)行分類和優(yōu)先級安排n 任務(wù)設(shè)計中的問題n 系統(tǒng)設(shè)計編碼實現(xiàn)過程n 中斷服務(wù)程序的設(shè)計page山東科技大學(xué) 信息學(xué)院 89*補充： 2 任務(wù)的劃分目標(biāo)n設(shè)計一個嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)時 Task 的劃分可以有多種方案。n主要依據(jù)：系統(tǒng)的組成和實現(xiàn)的功能目標(biāo)。n任務(wù)劃分的目標(biāo)和要考慮的主要因素：216。 實時性。216。 任務(wù)數(shù)的合理性。216。 目標(biāo)系統(tǒng)軟件的簡便清晰性。216。 降低系統(tǒng)對軟硬件資源的需求。page山東科技大學(xué) 信息學(xué)院 90*第 2章 補充 .目錄n 任務(wù)的特性n 任務(wù)的劃分目標(biāo)n 任務(wù)的劃分方法n 任務(wù)的可調(diào)度性分析n 任務(wù)的執(zhí)行分類和優(yōu)先級安排n 任務(wù)設(shè)計中的問題n 系統(tǒng)設(shè)計編碼實現(xiàn)過程n 中斷服務(wù)程序的設(shè)計page山東科技大學(xué) 信息學(xué)院 91*補充： 3 任務(wù)的劃分方法n 按系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成進(jìn)行任務(wù)的劃分216。 任何嵌入式系統(tǒng)硬件都是由 “CPU + 外設(shè)外設(shè) ” 構(gòu)成的。216。 外設(shè)在 CPU的控制下協(xié)調(diào)工作， CPU通過運行 程序 實現(xiàn)對外設(shè)的控制，這些 程序 就是裁減后的 RTOS和多個 用戶 Task 。216。 外設(shè)與 CPU的速度差是 “任務(wù)并發(fā)運行 ” 的前提和基礎(chǔ)，也是通常都能滿足的實事。216。 外設(shè)分為 “主動性外設(shè) ” 和 “被動性外設(shè) ” ；主動性外設(shè)通過中斷的方式申請 CPU，被動性外設(shè)由其他 Task通過通信機制提出申請，激活該設(shè)備的 Task 。page山東科技大學(xué) 信息學(xué)院 92*補充： 3 任務(wù)的劃分方法n 關(guān)鍵任務(wù)的劃分216。 “關(guān)鍵性 ”功能（任務(wù)）是指在嵌入式系統(tǒng)中不可遺漏、及時響應(yīng)的 Task。216。 關(guān)鍵 Task必須盡可能地與其他功能剝離，獨立構(gòu)成 Task，并賦以足夠高的優(yōu)先級，通過通信機制觸發(fā)其他 Task，完成系統(tǒng)的其它功能。216。 為進(jìn)一步保證關(guān)鍵任務(wù)的實時性，可將關(guān)鍵 Task安排為 ISR?？梢栽?ISR中完成關(guān)鍵功能，也可以在 ISR中僅進(jìn)行任務(wù)通信，觸發(fā)與它相關(guān) Task。216。 緊迫緊迫 TASK是指在嵌入式系統(tǒng)中需要及時響應(yīng)的 Task。page山東科技大學(xué) 信息學(xué)院 93*補充： 3 任務(wù)的劃分方法n 關(guān)于任務(wù)劃分的幾點建議：216。 關(guān)鍵性任務(wù) 的調(diào)度務(wù)必保證其 可靠性和實時性 。216。 緊迫性任務(wù) 盡量保證其 實時性 。216。 觸發(fā)條件相同的功能盡量安排在一個 Task中。216。 運行間隔周期相同的功能盡量安排在一個 Task中。216。 在進(jìn)行系統(tǒng)任務(wù)規(guī)劃時要充分考慮 外界事件的異步性和突發(fā)性 。page山東科技大學(xué) 信息學(xué)院 94*第 2章 補充 .目錄n 任務(wù)的特性n 任務(wù)的劃分目標(biāo)n 任務(wù)的劃分方法n 任務(wù)的可調(diào)度性分析n 任務(wù)的執(zhí)行分類和優(yōu)先級安排n 任務(wù)設(shè)計中的問題n 系統(tǒng)設(shè)計編碼實現(xiàn)過程n 中斷服務(wù)程序的設(shè)計page山東科技大學(xué) 信息學(xué)院 95*補充： 4 任務(wù)的可調(diào)度性分析任務(wù)規(guī)劃 主要完成了邏輯級的任務(wù)劃分，之后要進(jìn)行 任務(wù)的可調(diào)度性分析 定量的分析這些任務(wù)是否可以在RTOS調(diào)度下正常運行。page山東科技大學(xué) 信息學(xué)院 96*補充： 4 任務(wù)的可調(diào)度性分析216。 所有任務(wù)都是周期性的。216。 各個任務(wù)相互獨立，功能間的邏輯關(guān)系通過 任務(wù)通信機制完成。216。 每個任務(wù)都能在下一個首期開始前，完成本次規(guī)定的操作。216。 每個任務(wù)執(zhí)行的時間是固定的。速率單調(diào)分析（ RMA）是普遍的分析方法，該分析方法基于以下假設(shè)：page山東科技大學(xué) 信息學(xué)院 97*補充： 4 任務(wù)的可調(diào)度性分析216。 n 任務(wù)的總個數(shù)；216。 Ci Task_i 執(zhí)行一次的時間；216。 Ti Task_i 的周期；216。 U(n) 用戶可使用的 CPU 使用系數(shù)上限。速率單調(diào)分析（ RMA）分析公式：公式參數(shù)說明：page山東科技大學(xué) 信息學(xué)院 98*補充： 4 任務(wù)的可調(diào)度性分析隨著任務(wù)數(shù)的增多（ n 變大）， U(n)在下降，這是因為系統(tǒng)開銷在增大。n 1 2 3 4 5 … ∞U(n) … 舉例：某系統(tǒng)由 5個用戶任務(wù)組成，它們的 周期 和 最長執(zhí)行時間 以及 系統(tǒng)性能分析 見下表。i Ci(ms) Ti(ms) Ci/Ti i Ci(ms) Ti(ms) Ci/Ti1 5 50 4 5 100 2 20 100 5 80 500 3 30 150 U(n) = %page山東科技大學(xué) 信息學(xué)院 99*補充： 4 任務(wù)的可調(diào)度性分析n 問題 如果由于某原因造成 “分析式 ” 不成立，如何處理？i Ci(ms) Ti(ms) Ci/Ti i Ci(ms) Ti(ms) Ci/Ti1 5 50 4 5 100 2 20 100 5 80 500 3 30 150 6 10 30 解決方案：在滿足系統(tǒng)技術(shù)要求前提下，盡量降低 Task 的激活頻率；提升硬件平臺性能。page山東科技大學(xué) 信息學(xué)院 100*第 2章 補充 .目錄n 任務(wù)的特性n 任務(wù)的劃分目標(biāo)n 任務(wù)的劃分方法n 任務(wù)的可調(diào)度性分析n 任務(wù)的執(zhí)行分類和優(yōu)先級安排n 任務(wù)設(shè)計中的問題n 系統(tǒng)設(shè)計編碼實現(xiàn)過程n 中斷服務(wù)程序的設(shè)計page山東科技大學(xué) 信息學(xué)院 101*補充： 5 任務(wù)的執(zhí)行分類和優(yōu)先級安排n 任務(wù)的執(zhí)行分類：216。 單次執(zhí)行的任務(wù)此類任務(wù)在 OSTaskCreate( )后只執(zhí)行一次，執(zhí)行接訴后即自行刪除。其結(jié)構(gòu)如下：void MyTask(void * pdata){ 局部環(huán)境初始化代碼； //本任務(wù)運行環(huán)境的初始化 任務(wù)實體代碼； OSTaskDel(OS_PRIO_SELF)； //刪除自身}此類型任務(wù)采用 “創(chuàng)建即啟動 ”方式運行任務(wù)，這樣可以簡化任務(wù)的啟動控制關(guān)系，更主要的是可以在每次啟動時向任務(wù)傳遞一些參數(shù)，使其有不同的運行工作狀態(tài)。如使用 UART ，每次都可以設(shè)置其幀格式、數(shù)據(jù)波特率等。注意事項：216。 安排合適的優(yōu)先級216。 自身刪除前釋放占用的共享資源216。 適用 “孤立任務(wù) ”page山東科技大學(xué) 信息學(xué)院 102*補充： 5 任務(wù)的執(zhí)行分類和優(yōu)先級安排n 任務(wù)的執(zhí)行分類：216。 周期執(zhí)行的任務(wù) （也可以認(rèn)為事件觸發(fā)的特例）此類任務(wù)創(chuàng)建后按某個時間周期被執(zhí)行。任務(wù)結(jié)構(gòu)如下：void MyTask(void * pdata){ 局部環(huán)境準(zhǔn)備代碼； //硬件、變量等初始化 while(1) { 任務(wù)實體代碼； //具體的任務(wù)業(yè)務(wù) OSTimeDly() / OSTimeDlyHMSM()。 //周期約定 }}此類任務(wù)運行特性分析：216。 運行周期越大，任務(wù)執(zhí)行周期的相對誤差越小，適用于任務(wù)周期穩(wěn)定性要求不太高的應(yīng)用。216。 任務(wù)周期只能是系統(tǒng)節(jié)拍的整倍數(shù)。216。 當(dāng)任務(wù)周期要求很嚴(yán)格或不是系統(tǒng)節(jié)拍的整倍數(shù)時，應(yīng)采用定時器中斷的方式解決（ 電子鐘 ）。page山東科技大學(xué) 信息學(xué)院 103*補充： 5 任務(wù)的執(zhí)行分類和優(yōu)先級安排n 任務(wù)的執(zhí)行分類：216。 事件觸發(fā)執(zhí)行的任務(wù)此類任務(wù)創(chuàng)建后其任務(wù)實體代碼要等待預(yù)約的事件，在該事件發(fā)生前任務(wù)被強制等待，相關(guān)事件發(fā)生一次，任務(wù)實體執(zhí)行一次。任務(wù)結(jié)構(gòu)如下：void MyTask(void * pdata){ 局部環(huán)境準(zhǔn)備代碼； //硬件、變量等初始化 while(1) {獲取事件的系統(tǒng)函數(shù) ； //等待事件（信號量、消息）發(fā)生 任務(wù)實體代碼； //具體的任務(wù)業(yè)務(wù) }}page山東科技大學(xué) 信息學(xué)院 104*補充： 5 任務(wù)的執(zhí)行分類和優(yōu)先級安排n 任務(wù)的優(yōu)先級安排：216。 任務(wù)的優(yōu)先級資源任務(wù)的優(yōu)先級資源由 RTOS提供， uC/OSII中使用系統(tǒng)宏常數(shù) OS_LOWEST_PRIO約定其可用的優(yōu)先級個數(shù)，其值最大為 63。define OS_LOWEST_PRIO xx //該行屬于 page山東科技大學(xué) 信息學(xué)院 105*216。 任務(wù)可用的優(yōu)先級總個數(shù)為 (OS_LOWEST_PRIO + 1) 個， Taskprio的值域為 { 0,...,OS_LOWEST_PRIO}；216。 優(yōu)先級 OS_LOWEST_PRIO 固定分給給了 OSTaskIdel(),優(yōu)先級 OS_LOWEST_PRIO 1 固定分給給了 OSTaskStat()；216。 uC/OSII 建議保留優(yōu)先級： 0,1,2,3, OS_LOWEST_PRIO－ 2, OS_LOWEST_PRIO－ 3 ，以備將來可能的 uC/OSII系統(tǒng)升級；216。 規(guī)劃系統(tǒng)時優(yōu)先級的個數(shù)過度冗余會造成資源浪費；216。 要注意 “臨時任務(wù) ”的優(yōu)先級規(guī)劃；補充： 5 任務(wù)的執(zhí)行分類和優(yōu)先級安排n 任務(wù)的優(yōu)先級安排注意事項：page山東科技大學(xué) 信息學(xué)院 106*補充： 5 任務(wù)的執(zhí)行分類和優(yōu)先級安排n 任務(wù)的優(yōu)先級安排一般性原則：216。 ISR 相關(guān)聯(lián)的任務(wù) 應(yīng)安排較高的優(yōu)先級，以便盡快響應(yīng)中斷的業(yè)務(wù)處理。216。 緊迫性任務(wù) 有高實時性要求，應(yīng)安排高優(yōu)先級（通常此類任務(wù)是由 ISR關(guān)聯(lián)的）。216。 關(guān)鍵性任務(wù) 要保障有執(zhí)行的機會。216。 短周期任務(wù)、快捷任務(wù)安排較高優(yōu)先級。216。 實時性要求不高的任務(wù)和大數(shù)據(jù)量處理型任務(wù)安排較低的優(yōu)先級。實際應(yīng)用中各個任務(wù)的優(yōu)先級規(guī)劃要根據(jù)實際情況確定，要從整個系統(tǒng)的角度考慮分析，在此難數(shù)言了之。page山東科技大學(xué) 信息學(xué)院 107*第 2章 補充 .目錄n 任務(wù)的特性n 任務(wù)的劃分目標(biāo)n 任務(wù)的劃分方法n 任務(wù)的可調(diào)度性分析n 任務(wù)的執(zhí)行分類和優(yōu)先級安排n 任務(wù)設(shè)計中的問題n 系統(tǒng)設(shè)計編碼實現(xiàn)過程n 中斷服務(wù)程序的設(shè)計page山東科技大學(xué) 信息學(xué)院 108*補充： 6 任務(wù)設(shè)計中的問題216。 編碼的 運行效率 高效的算法。216。 編碼的 可靠性 良好的編程風(fēng)格、算法級抗干擾策略。216。 編碼的 容錯性 多種情況非常規(guī)事件的處理策略等。任務(wù)功能的實現(xiàn)過程也就是任務(wù)的編碼過程，不難完成但不易做好，內(nèi)容很豐富，難以在此數(shù)言了之。一般來說，任務(wù)編碼時要注意以下三點：page山東科技大學(xué) 信息學(xué)院 109*第 2章 補充 .目錄n 任務(wù)的特性n 任務(wù)的劃分目標(biāo)n 任務(wù)的劃分方法n 任務(wù)的可調(diào)度性分析n 任務(wù)的執(zhí)行分類和優(yōu)先級安排n 任務(wù)設(shè)計中的問題n 系統(tǒng)設(shè)計編碼實現(xiàn)過程n 中斷服務(wù)程序的設(shè)計page山東科技大學(xué) 信息學(xué)院 110*補充： 7 系統(tǒng)設(shè)計編碼實現(xiàn)過程1. 系統(tǒng)需求分析； 《 系統(tǒng)需求分析報告 》2. 系統(tǒng)硬件平臺資源抽象； 《 系統(tǒng)硬件方案 初稿草案 》3. 系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、任務(wù)規(guī)劃（任務(wù)的劃分、任務(wù)優(yōu)先級規(guī)劃、任務(wù)間關(guān)聯(lián)分析、任務(wù)間的數(shù)據(jù)通信和觸發(fā)），形成 《 系統(tǒng)總體任務(wù)關(guān)聯(lián)圖 》 ； （周航慈 Book P41）4. 任務(wù)資源占用分析，給出系統(tǒng)資源較為詳細(xì)的參數(shù)需求。5. 各任務(wù)的程序流程圖；6. 編寫各任務(wù)編碼并調(diào)試；備注： 4 步驟通常還會迭代。系統(tǒng)功能要有軟 /硬件結(jié)合實現(xiàn)。在此我們僅簡單地討論軟件系統(tǒng)的設(shè)計方法。（其實際內(nèi)容很豐富龐雜）page山東科技大學(xué) 信息學(xué)院 111*實驗 5：試描述一個電子鐘的系統(tǒng)模型。試描述一個交通燈的系統(tǒng)模型。試描述一個 “碼表 ”的系統(tǒng)模型。要求：系統(tǒng)需求分析，硬件資源規(guī)劃，軟件系統(tǒng)規(guī)劃。 有目的地主動設(shè)計實驗，驗證推測，得到結(jié)論；體驗多任務(wù)操作系統(tǒng)環(huán)境中， “任務(wù)優(yōu)先級 ” 對任務(wù)調(diào)度的影響，加深相關(guān)認(rèn)識。實驗?zāi)康模簕 任選一個 }page山東科技大學(xué) 信息學(xué)院 112*第 2章 補充 .目錄n 任務(wù)的特性n 任務(wù)的劃分目標(biāo)n 任務(wù)的劃分方法n 任務(wù)的可調(diào)度性分析n 任務(wù)的執(zhí)行分類和優(yōu)先級安排n 任務(wù)設(shè)計中的問題n 系統(tǒng)設(shè)計編碼實現(xiàn)過程n 中斷服務(wù)程序的設(shè)計page山東科技大學(xué) 信息學(xué)院 113*補充： 8 中斷服務(wù)程序的設(shè)計詳見第三章相關(guān)部分。