通過任務(wù)分割提高嵌入式系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性
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圖3中，Δt是人手按鍵的時(shí)間，一般為100～300ms。為了能說明問題，這里取100ms。
令 t1'-t1=Δt1,t2'-t2=Δt2
則一次鍵盤任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間
Δt'=t'2-t'1=t2+(t'2-t2)-[t1+(t'1-t1)]=
t2+Δt2-t1-Δt1=
t2-t1+(Δt2+Δt1)=
Δt+(Δt2-Δt1)
由圖3可知
Δt1≤tms Δt2≤5ms
實(shí)際上，由于兩次任務(wù)執(zhí)行的情況不完全相同，Δt1與Δt2可能會(huì)有相當(dāng)于幾個(gè)指令周期的時(shí)間差異，但也只是μs級(jí)的誤差。而且，這里是以時(shí)間片的形式來計(jì)算的，所以依然可以認(rèn)為
Δt2-Δt1=0
因而有
Δt'=Δt+(Δt2-Δt1)=Δt=100ms(20個(gè)時(shí)間片)
也就是說，在這20個(gè)時(shí)鐘片內(nèi)只執(zhí)行1次鍵盤任務(wù)，大部分的時(shí)間都在空等待。在此期間，系統(tǒng)中會(huì)有20-1=19次其它任務(wù)的執(zhí)行被錯(cuò)過，圖3中虛線所示就是在此100ms期間被錯(cuò)過執(zhí)行的19個(gè)任務(wù)。顯然，這在大多數(shù)多任務(wù)系統(tǒng)中都是不允許的。
因此，在這個(gè)多任務(wù)實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，鍵盤任務(wù)是個(gè)典型的長(zhǎng)任務(wù)，要使其它19次任務(wù)中斷都有被應(yīng)用的機(jī)會(huì)，必須對(duì)該鍵盤任務(wù)進(jìn)行分割。
4.3 鍵盤任務(wù)的分割
鍵盤分割的方法是將一次鍵盤任務(wù)分成多個(gè)小任務(wù)，通過多次任務(wù)中斷來完成。我們將其放在任務(wù)4中（80ms執(zhí)行1次）。這樣有ttask4≤ttask≤2ttask4，即可以保證鍵盤任務(wù)完整可靠地執(zhí)行，又提高了CPU的效率。圖4是分割后的鍵盤任務(wù)的執(zhí)行過程。本文引用地址：http://www.104case.com/article/152132.htm
從圖4可以看出，1次完整的鍵盤任務(wù)是由2～3次任務(wù)中斷來完成的。情況a中，每一次任務(wù)中斷發(fā)生在ta1時(shí)刻，在接下來的一個(gè)時(shí)間片（5ms）內(nèi)，檢測(cè)到有鍵按下，調(diào)用查詢值任務(wù)；第一次任務(wù)中斷發(fā)生在ta2時(shí)刻，在接下來的一個(gè)時(shí)間片（5ms）內(nèi)，檢測(cè)到按鍵已釋放，跳轉(zhuǎn)并執(zhí)行相應(yīng)鍵處理程序。
情況b中，第二次任務(wù)中斷時(shí)（tb2時(shí)刻），鍵還沒有松開，因此實(shí)際上什么也不做；第三次中斷（tb3時(shí)刻）才跳到與鍵值對(duì)應(yīng)的子程序。
通過這樣的分割，每個(gè)子任務(wù)都可以在5ms 內(nèi)完成。如果系統(tǒng)中還有大于5ms的長(zhǎng)任務(wù)的話，可按此法繼續(xù)進(jìn)行分割；如果沒有的話，系統(tǒng)任務(wù)級(jí)響應(yīng)時(shí)間一定小于5ms。這樣，此系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性大大提高，由100ms提高到5ms。本刊網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)充版（http://www.dpj.com.cn）中，介紹了此任務(wù)改進(jìn)后的部分源程序。
結(jié)語(yǔ)
通過任務(wù)分割，可以顯著地提高多任務(wù)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。本文改進(jìn)后的源程序已經(jīng)在基于MC68HC908GP32的溫室控制器中成功地運(yùn)行過。除此以外，還成功地對(duì)LED和SCI任務(wù)進(jìn)行了分割。改進(jìn)后，除了實(shí)時(shí)性大大提高外，CPU的執(zhí)行效率也有顯著提高。
評(píng)論