嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μCOS原理與實(shí)踐3

1、嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)C/OS原理與實(shí)踐教材 ：嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)C/OS原理與實(shí)踐電子工業(yè)出版社1第三章中斷和時(shí)間管理 3.1 中斷管理3.1.1中斷管理核心思路3.1.2中斷處理的流程3.1.3時(shí)鐘中斷服務(wù)3.2 時(shí)間管理3.2.1時(shí)間管理主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3.2.2時(shí)間的獲取和設(shè)置3.2.3任務(wù)延時(shí)函數(shù)OSTimeDly3.2.4任務(wù)按分秒延遲函數(shù)OSTimeDlyHMSM3.2.5延時(shí)恢復(fù)函數(shù)OSTimeDlyResume習(xí)題23.1中斷管理中斷響應(yīng)的快速性中斷處理的迅速性3.1.1中斷管理核心思路如果正在運(yùn)行的任務(wù)沒有關(guān)閉中斷,在中斷到來的時(shí)候，操作系統(tǒng)響應(yīng)中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序。這時(shí)候任務(wù)的

2、運(yùn)行環(huán)境還沒有保存，因此需要將任務(wù)的運(yùn)行環(huán)境保存。這時(shí)候任務(wù)由于中斷的到來而進(jìn)入掛起態(tài)， 3進(jìn)入中斷服務(wù)程序，首先將當(dāng)前正在運(yùn)行的任務(wù)的CPU環(huán)境保存。接著將中斷使用的一個(gè)重要的全局變量，OSIntNesting加1，表示中斷嵌套深了一層。實(shí)現(xiàn)這一功能的就是OSIntEnter，該函數(shù)實(shí)現(xiàn)且只實(shí)現(xiàn)這一功能。表3.1 OSIntEnter代碼中斷服務(wù)完成后，應(yīng)調(diào)用與OSIntEnter相匹配的OSIntExit來進(jìn)行最后的處理。OSIntExit這個(gè)函數(shù)是用來通知C/OS-II，已經(jīng)結(jié)束了中斷的操作。將OSIntNesting的值減1，并找到優(yōu)先級(jí)最高的那個(gè)任務(wù)來運(yùn)行，而并非是原來被掛起的那個(gè)任

3、務(wù)。43.1中斷管理3.1.2中斷處理的流程53.1.3時(shí)鐘中斷服務(wù)C/OS-II在每個(gè)時(shí)間片都要進(jìn)行任務(wù)的調(diào)度。調(diào)度的結(jié)果或者是返回原來的任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行，或者是因?yàn)檎业搅司途w的更高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)，而讓該任務(wù)運(yùn)行。這個(gè)時(shí)間片可以是10毫秒或其他值。時(shí)鐘中斷服務(wù)是要依賴于中斷的，如果是單片機(jī)系統(tǒng)，那么就該設(shè)置為定時(shí)器中斷。用定時(shí)器中斷的服務(wù)程序來完成該功能是恰當(dāng)?shù)?。?duì)于Windows平臺(tái)下的虛擬系統(tǒng)，可以采用定時(shí)器觸發(fā)來虛擬中斷。 表3.2 時(shí)鐘中斷服務(wù)OSTickISRuser代碼分析63.2時(shí)間管理時(shí)間管理的內(nèi)容在代碼os_time.c中，包含了操作系統(tǒng)時(shí)間的設(shè)置及獲取，對(duì)任務(wù)的延時(shí)，任務(wù)按分秒

4、延時(shí)，取消任務(wù)的延時(shí)共5個(gè)系統(tǒng)調(diào)用。 3.2.1時(shí)間管理主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) volatile INT32U OSTime; 任務(wù)控制塊 TCB中的OSTCBDly 3.2.2時(shí)間的獲取和設(shè)置表3.3時(shí)間的設(shè)置OSTimeSet和獲取函數(shù)OSTimeGet時(shí)間獲取函數(shù)OSTimeGet簡(jiǎn)單地返回OSTime的值 時(shí)間設(shè)置函數(shù)OSTimeSet簡(jiǎn)單地設(shè)置OSTime的值 注意：因?yàn)镺STime 是被保護(hù)的全局變量，在訪問的時(shí)候必須使用OS_ENTER_CRITICAL()進(jìn)入臨界區(qū)，保證獨(dú)占訪問！73.2.3任務(wù)延時(shí)函數(shù)OSTimeDly任務(wù)延時(shí)函數(shù)OSTimeDly用于阻塞任務(wù)一定時(shí)間，這個(gè)時(shí)間以參數(shù)

5、的形式給出。如果這個(gè)參數(shù)的值是N，那么在N個(gè)時(shí)間片（時(shí)鐘嘀嗒）之后，任務(wù)才能回到就緒狀態(tài)獲得繼續(xù)運(yùn)行的機(jī)會(huì)。如果參數(shù)的值是0，不會(huì)阻塞任務(wù)。 表3.4任務(wù)延時(shí)函數(shù)OSTimeDly代碼分析問題：調(diào)用OSTimeDly（1） 會(huì)阻塞多少時(shí)間？83.2.4任務(wù)按分秒延遲函數(shù)OSTimeDlyHMSM任務(wù)延時(shí)函數(shù)OSTimeDly用于將任務(wù)阻塞一段時(shí)間，這個(gè)時(shí)間是以時(shí)間片為單位的。如果想以小時(shí)、分、秒、毫秒為單位進(jìn)行進(jìn)行任務(wù)延時(shí)，需要調(diào)用以分秒作為單位的任務(wù)延時(shí)函數(shù)OSTimeDlyHMSM。OSTimeDlyHMSM從功能上來說和OSTimeDly并沒有多大的差別，只是將時(shí)間單位進(jìn)行了轉(zhuǎn)換，也就是

6、說轉(zhuǎn)換了以小時(shí)、分、秒、毫秒為單位的時(shí)間和以時(shí)間片為單位的時(shí)間。OSTimeDlyHMSM的參數(shù)分別是延時(shí)的小時(shí)數(shù)hours，分鐘數(shù)minutes，秒數(shù)seconds，和毫秒數(shù)ms。 表3.5任務(wù)按分秒延時(shí)函數(shù)OSTimeDlyHMSM 代碼分析93.2.5延時(shí)恢復(fù)函數(shù)OSTimeDlyResume任務(wù)在延時(shí)之后，進(jìn)入阻塞狀態(tài)。當(dāng)延時(shí)時(shí)間到了就從阻塞狀態(tài)恢復(fù)到就緒態(tài)，可以被操作系統(tǒng)調(diào)度執(zhí)行。但是，并非回到就緒態(tài)就只有這么一種可能，因?yàn)榧幢闳蝿?wù)的延時(shí)時(shí)間沒到，還是可以通過OSTimeDlyResume恢復(fù)該任務(wù)到就緒態(tài)。對(duì)于因等待事件發(fā)生而阻塞的，并且設(shè)置了超時(shí)timeout時(shí)間的任務(wù)，也可以時(shí)

7、候OSTimeDlyResume來恢復(fù)。對(duì)這些任務(wù)使用了OSTimeDlyResume，就好像已經(jīng)等待超時(shí)了一樣！但是，采用OSTaskSuspend掛起的任務(wù)，是不允許采用OSTimeDlyResume來恢復(fù)。 表3.6 OSTimeDlyResume代碼分析1011習(xí)題1. 什么是中斷服務(wù)程序？C/OS-II中斷處理的標(biāo)準(zhǔn)流程應(yīng)該是什么樣的。2.如果在中斷服務(wù)程序中，進(jìn)行10ms的延時(shí)，這樣做好不好，為什么？3. 編寫一個(gè)任務(wù)，這個(gè)任務(wù)每秒在屏幕上打印出當(dāng)前的秒數(shù)。4. 任務(wù)延時(shí)程序都涉及了什么數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對(duì)它們都執(zhí)行了什么樣的操作，為什么要這么做？5. 編寫兩個(gè)任務(wù)，任務(wù)A將自己延時(shí)10秒，然后打印當(dāng)前的秒