通過任務(wù)分割提高嵌入式系統(tǒng)的實時性
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3.1 對RTOS的分析與計算
當(dāng)然，長任務(wù)的分割必須結(jié)合系統(tǒng)中所使用的內(nèi)核，以及各任務(wù)對實時性的要求情況，進行必要的分析計算，才能保證分割的合理性和有效懷，具體的步驟如下：
①分析系統(tǒng)共有多少個任務(wù)，這些任務(wù)對實時性的要求有多高，求出各個任務(wù)所要求的最小執(zhí)行頻率f1，f2，f3……fn。
②計算目前各任務(wù)的實際執(zhí)行時間t1，t2，t3……tn。
③確定系統(tǒng)中的長任務(wù)
如果max(t1,t2,t3……tn)≤min（1/f1,1/f2，1/f3……1/fn）
則此系統(tǒng)中不存在長任務(wù)。
如果max(t1,t2,t3……tn)>min(1/f1,1/f2,1/f3……1/fn)
則存在長任務(wù)，而且執(zhí)行時間為max（t1,t2,t3……tn）的那個任務(wù)就是要找的長任務(wù)。
④分析此長任務(wù)是否需要分割
分析一下是什么原因?qū)е聢?zhí)行的時間過長，這個時間還能夠通過程序的優(yōu)化來縮短？如果能，則不需要進行任務(wù)分割；否則要對這個長任務(wù)進行分割。
3.2 任務(wù)分割
常用的任務(wù)分割的方法有以下兩種：
①將長任務(wù)按功能分為若干個小模塊，每一個模塊構(gòu)成一個小任務(wù)，每個小任務(wù)執(zhí)行一個相對獨立的功能，且要保證執(zhí)行時間tmin（1/f1,1/f2,1/f3……1/fn）。各個任務(wù)被內(nèi)核順序調(diào)用，合起來完成整個任務(wù)的功能。
②有的長任務(wù)比較特殊，例如鍵盤任務(wù)和動態(tài) LED顯示任務(wù)，很難按照方法1所說的把它分成若干個功能相對獨立的小模塊。這時，一般是按照方便保存現(xiàn)場信息原則，強制將其分割成若干個小任務(wù)，每個任務(wù)在min(1/f1,1/f2,1/f3……1/fn)時間內(nèi)主動保存現(xiàn)場信息、放棄CPU的控制權(quán)，等到再次被內(nèi)核調(diào)度時繼續(xù)執(zhí)行。
這種分割方法相對復(fù)雜，各任務(wù)之間界限不是很明顯，看似未經(jīng)分割，但實際上它確實是由多次任務(wù)中斷來完成。下面就以這種分割方法為例具體說明。
4 實例分析
4.1 系統(tǒng)介紹
在此，系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)是基于 MC68HC908GP32單片機系統(tǒng)的，用其普通I/O口作為矩陣式鍵盤的輸入輸出引腳；軟件基礎(chǔ)是在MC68HC908GP32中運行 Motorola公司的Joanne Santangeli編寫的基于時間片的不可剝奪的實時內(nèi)核，如圖2所示。
此內(nèi)核主要是利用微控制器內(nèi)部的時間模塊產(chǎn)生恒定的實時中斷，將CPU的運行時間分成一個個時間片。內(nèi)核的任務(wù)調(diào)度工作都是在時間片的開始階段完成的，而每個任務(wù)都必須在單個時間片內(nèi)完成。
在這個內(nèi)核中，每0.5ms發(fā)生1次時鐘中斷，而每10次時鐘中斷組成了1個時間片（5ms）。任務(wù)1的優(yōu) 先級最高，每2個時間片（10ms）會執(zhí)行1次，任務(wù)2每4個時間片（20ms）執(zhí)行1次，優(yōu)先級最低的任務(wù)6則每64個時間片（320ms）會執(zhí)行1次。
4.2 系統(tǒng)中的鍵盤任務(wù)問題
在單片機系統(tǒng)中，鍵盤主要用于輸入數(shù)據(jù)、代碼和命令，因此系統(tǒng)必須循環(huán)不停地掃描掃描；一是有鍵波按下，CPU立即做出響應(yīng)。鍵盤任務(wù)子程序也是根據(jù)這個要求而設(shè)計的。一般有兩種處理方式：一是中斷方式，二是查詢方式。從有鍵按下時開始，到按鍵釋放并轉(zhuǎn)相應(yīng)子程序而終止。該任務(wù)被內(nèi)核調(diào)度的情況如圖3所示。 linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解（linux不再難懂）
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