μc_os-ⅱ任务调度的改进与实现

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1、万方数据pC／OS一Ⅱ任务调度的改进与实现王海燕(西安石油大学陕西西安710065)摘要：介绍了弘c／0S一Ⅱ嵌入式实时操作系统的特点，分析了单一的基于优先级调度算法存在的不足。根据嵌入式应用的实时性要求不同，将应用划分为实时任务、分时任务和后台任务3种类型。针对分时任务新增的时间片调度算法，给出调度算法的实现方法，并增加了任务创建和销毁的接口。降低了基于弘C／0s一Ⅱ操作系统嵌入式产品的开发难度和设计成本，有利于该操作系统的应用推广。关键词：弘C／oS一Ⅱ；嵌入式操作系统；任务调度；任务控制块；栈；时间片调度算法中图分类号：

2、TP316．1文献标识码：B文章编号：1004—373X(2006)14一041一03ImprovementandImplementofContextSwitchinpC／oS一ⅡWANGHaiyan(Xi’anShiyouUniversity，Xi’an，710065．China)Abstract：ThepaperintroducesthecharacteristicofembeddedRT()S一弘C／oS一Ⅱ，andanalyzesthedisadvantageinsingletaskschedulingalgorith

3、mbasedonprioritylevel．Accordingtothereal—timerequestlevelofembeddedapplication，thispaperpresentsanewarithmetictopartitiontaskspaceintothreesegments，real—timetask，share—timetaskandbackgroundtask．Toaddatimesliceschedu“ngalgorithminshare—timetask，andcreatesnewinterface

4、sabouttaskcreatinganddestroying．Thispaperdecreasesthedifficultyandcostindesignanddevelopingembeddedproductbasedon弘C／oS一Ⅱ，andispropitioustowidelyusingofpC／oS一Ⅱ．Keywords：pC／oS一Ⅱ；embeddedoperationsystem；taskschedule；TCB；stack；times“ceschedulingalgorithm1引言“C／()S一Ⅱ是基于优先

5、级的抢占式实时多任务操作系统，包含了实时内核、任务管理、时间管理、任务间通信同步(信号量，邮箱，消息队列)和内存管理等功能。他的源代码大部分用C语言编写，而且是公开免费的，系统具有很好的可移植性。稳定性和可靠性得到了广泛的认可，现已通过美国FAA认证。目前肛C()S一Ⅱ已广泛应用到航空航天、工业控制、电子消费产品等嵌入式领域。2IIC／OS一Ⅱ在嵌入式产品应用存在的问题弘C／()S一Ⅱ在设计时强调实时性，他采用单一的基于优先级的抢先式调度算法，有效地保证了实时性要求。在各种嵌入式操作系统中，其任务切换带来的延时窗口可以说是最小

6、的之一，非常适合强实时性的任务要求。但对大部分周期性和实时性要求不高的任务来说，弘C／()S一Ⅱ还存在一些不足：(1)缺乏时间片调度肛C／()S一Ⅱ不支持时间片调度，优先级高的任务如果收稿日期：2006一02—14不主动放弃CPU，低优先级任务永远都不可能运行，这对于那些分别编写，但又可能同时运行的任务来说，只能通过采用信号灯和休眠等方法来完成任务交替运行。(2)任务编程接口复杂弘C／()S一Ⅱ提供给上层应用任务编程接口比较复杂。第一，他不提供任务栈空间管理功能，各个不同的任务使用的堆栈空间完全由用户申请和释放，这样带来系统不

7、安全隐患；第二，他采用严格的优先级调度，用户必须为每个应用指定一个惟一的优先级；第三，他规定任务必须为无限循环或自销毁形式，所以其任务在结束时，需要手工调用oSTaskDel使该任务进入睡眠态，不能简单的返回。弘C／()S一Ⅱ在用法上与现在的大多数操作系统存在较大差异性。在开发弘C／()S一Ⅱ的上层软件应用时需要关心底层具体实现，这样大大增加了应用程序编写难度，而且破坏了模块的独立性。3pc／os一Ⅱ调度算法的改进弘C／()s一Ⅱ主要就是利用任务控制块()sTCB、就绪表和控制块优先级表()STCBPrioTbl来进行任务调度

8、。()STCB用来记录任务执行的环境，包括任务的优先级，任务的堆栈指针等；就绪表用来标注当前就绪的任务；控41万方数据制块优先级表用来建立任务优先级和控制块地址映射关系。任务调度程序0SSched()首先由通过就绪表中找到当前系统中具有最高的优先级任务，然后根据其优先级在oS