一.内核概述:
多任务系统中,内核负责管理各个任务,或者说为每个任务分配CPU时间,并且负责任务之间的通讯。内核提供的基本服务是任务切换。之所以使用实时内核可以大大简化应用系统的设计,是因为实时内核允许将应用分成若干个任务,由实时内核来管理它们。内核本身也增加了应用程序的额外负荷,代码空间增加ROM的用量,内核本身的数据结构增加了RAM的用量。但更主要的是,每个任务要有自己的栈空间,这一块吃起内存来是相当厉害的。内核本身对CPU的占用时间一般在2到5个百分点之间。
UC/OS-II有一个精巧的内核调度算法,实时内核精小,执行效率高,算法巧妙,代码空间很少。
二.UC/OS-II内核调度特点:
1.只支持基于优先级的抢占式调度算法,不支持时间片轮训;
2.64个优先级,只能创建64个任务,用户只能创建56个任务;
3.每个任务优先级都不相同。
4.不支持优先级逆转;
5.READY队列通过内存映射表实现快速查询。效率非常高;
6.支持时钟节拍;
7.支持信号量,消息队列,事件控制块,事件标志组,消息邮箱任务通讯机制;
8.支持中断嵌套,中断嵌套层数可达255层,中断使用当前任务的堆栈保存上下文;
9.每个任务有自己的堆栈,堆栈大小用户自己设定;
10.支持动态修改任务优先级;
11.任务TCB为静态数组,建立任务只是从中获得一个TCB,不用动态分配,释放内存;
12.任务堆栈为用户静态或者动态创建,在任务创建外完成,任务创建本身不进行动态内存分配;
13.任务的总个数(OS_MAX_TASKS)由用户决定;
14.0优先级最高,63优先级最低;
15.有一个优先级最低的空闲任务,在没有用户任务运行的时候运行.
三.任务控制块OS_TCB描述:
UC/OS-II的TCB数据结构简单,内容容易理解,保存最基本的任务信息,同时还支持裁减来减小内存消耗,TCB是事先根据用户配置,静态分配内存的结构数组,通过优先级序号进行添加,查找,删除等功能。减少动态内存分配和释放。因为依靠优先级进行TCB分配,每个任务必须有自己的优先级,不能和其他任务具有相同的优先级。
typedefstructos_tcb
{
OS_STK*OSTCBStkPtr;
#ifOS_TASK_CREATE_EXT_EN
void*OSTCBExtPtr;
OS_STK*OSTCBStkBottom;
INT32UOSTCBStkSize;
INT16UOSTCBOpt;
INT16UOSTCBId;
#endif
structos_tcb*OSTCBNext;
structos_tcb*OSTCBPrev;
#if(OS_Q_EN&&(OS_MAX_QS>=2))||OS_MBOX_EN||OS_SEM_EN
OS_EVENT*OSTCBEventPtr;
#endif
#if(OS_Q_EN&&(OS_MAX_QS>=2))||OS_MBOX_EN
void*OSTCBMsg;
#endif
INT16UOSTCBDly;
INT8UOSTCBStat;
INT8UOSTCBPrio;
INT8UOSTCBX;
INT8UOSTCBY;
INT8UOSTCBBitX;
INT8UOSTCBBitY;
#ifOS_TASK_DEL_EN
BOOLEANOSTCBDelReq;
#endif
}OS_TCB;
.OSTCBStkPtr是指向当前任务栈顶的指针。
.*OSTCBExtPtr;:任务扩展模块使用;
.*OSTCBStkBottom;
.OSTCBStkSize;.
.OSTCBOpt;
.OSTCBId;
.OSTCBNext和.OSTCBPrev用于任务控制块OS_TCBs的双重链接,
.OSTCBEventPtr是指向事件控制块的指针
.OSTCBMsg是指向传给任务的消息的指针。
.OSTCBDly当需要把任务延时若干时钟节拍时要用到这个变量,或者需要把任务挂起一段时间以等待某事件的发生,
.OSTCBStat是任务的状态字。
.OSTCBPrio是任务优先级。
.OSTCBX,.OSTCBY,.OSTCBBitX和.OSTCBBitY用于加速任务进入就绪态的过程或进入等待事件发生状态的过程
OSTCBY=priority>>3;
OSTCBBitY=OSMapTbl[priority>>3];
OSTCBX=priority&0x07;
OSTCBBitX=OSMapTbl[priority&0x07];
.OSTCBDelReq是一个布尔量,用于表示该任务是否需要删除
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