基于μC/OS任務(wù)調(diào)度算法的嵌入式數(shù)據(jù)管理

?

　　本文提出了一種利用μC/OS任務(wù)調(diào)度算法實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)管理方法，該方法無(wú)需嵌入式操作系統(tǒng)的支持，可應(yīng)用于低端的嵌入式系統(tǒng)中，而且可以有效克服低端嵌入式應(yīng)用中傳統(tǒng)數(shù)據(jù)管理方法的缺陷。

　　1 μC/OS任務(wù)調(diào)度算法

　　μC/OS是一種占先式的多任務(wù)嵌入式操作系統(tǒng)，它可以管理多達(dá)64個(gè)任務(wù)。μC/OS中，每個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)不一樣且是唯一的，優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)一旦準(zhǔn)備就緒，則擁有CPU所有權(quán)并開(kāi)始投入運(yùn)行。所以，μC/OS的任務(wù)調(diào)度算法的基本思想就是，查找當(dāng)前準(zhǔn)備就緒的最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)，并進(jìn)行任務(wù)切換。實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)調(diào)度算法主要包含兩個(gè)步驟：確定目前哪幾個(gè)任務(wù)處于就緒態(tài)，確定目前處于就緒態(tài)的任務(wù)中哪個(gè)優(yōu)先級(jí)最高。為此，μC/OS提供了兩個(gè)全局變量OSRdyTbl[]和OSRdyGrp。OSRdyTbl[]數(shù)組是任務(wù)就緒表，包含 8個(gè)字節(jié)(共64位)，相當(dāng)于把64個(gè)任務(wù)分為8組，每組8個(gè)任務(wù)，這64位數(shù)據(jù)的0、1狀態(tài)分別代表64個(gè)任務(wù)是否處于就緒態(tài)(0代表空閑，1代表就緒);OSRdyGrp為1個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)(8位)，每一位的0、1狀態(tài)分別代表OSRdyTbl[]數(shù)組的相應(yīng)字節(jié)是否非零(即該組中是否有任務(wù)處于就緒態(tài))。通過(guò)這兩個(gè)全局變量的賦值就可實(shí)現(xiàn)任務(wù)就緒態(tài)與空閑態(tài)的切換，這是μC/OS實(shí)現(xiàn)任務(wù)調(diào)度的基礎(chǔ)。

　　1.1 使任務(wù)進(jìn)入就緒態(tài)

　　μC/OS通過(guò)OSRdyTbl[]和OSRdyGrp某位置“1”，使相應(yīng)任務(wù)進(jìn)入就緒態(tài)，如圖1所示。

?

　　圖1 任務(wù)就緒表

　　假設(shè)優(yōu)先級(jí)為12的任務(wù)進(jìn)入就緒狀態(tài)，12 = 1100b,則OSRdyTbl[1]的第4位置1，且OSRdyGrp的第1位置1(代表第1組有任務(wù)處于就緒態(tài))，相應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

　　OSRdyGrp|=0x02;

　　OSRdyTbl[1]|=0x10;

　　則μC/OS在執(zhí)行任務(wù)調(diào)度時(shí)，通過(guò)OSRdyGrp的值即可判斷出第1組任務(wù)中有任務(wù)處于就緒態(tài)，然后再通過(guò)OSRdyTbl[]數(shù)組的第1個(gè)字節(jié)即可判斷出此時(shí)優(yōu)先級(jí)為12的任務(wù)處于就緒態(tài)，則可做任務(wù)切換。

　　從上面的計(jì)算可以得到：若OSRdyGrp及OSRdyTbl[]的第n位置1，則應(yīng)該把OSRdyGrp及OSRdyTbl[]的值與2n相或。為了計(jì)算方便，μC/OS中把2n的8個(gè)值(n=0~7)先計(jì)算好，存在數(shù)組OSMapTbl[]中，即：

　　OSMapTbl[0]=20=0x01(0000 0001)

　　OSMapTbl[1]=21=0x02(0000 0010)

　　……

　　OSMapTbl[7] = 27=0x80(1000 0000)

　　μC/OS中，優(yōu)先級(jí)數(shù)分解為高3位和低3位，高3位代表任務(wù)組號(hào)，低3位代表任務(wù)在所在組中的位置。則任意優(yōu)先級(jí)為prio的任務(wù)進(jìn)入就緒態(tài)只需執(zhí)行以下程序：

　　OSRdyGrp|=OSMapTbl[prio 》 3];

　　OSRdyTbl[prio》3]|=OSMapTbl[prio & 0x07];