無(wú)紙記錄儀實(shí)時(shí)多任務(wù)調度策略的研究

　　借鑒面向對象程序設計的思想，在記錄儀程序中引入消息概念，將任務(wù)的執行條件轉換為消息，由消息對相應的任務(wù)進(jìn)行激活，并由任務(wù)調度模塊實(shí)現調度。消息定義為：當某個(gè)事件(如中斷或某任務(wù)完成)發(fā)生時(shí)，事件處理程序設置相應的標志，不同的標志代表不同的消息。事件處理程序可以是中斷服務(wù)程序，也可以是執行后需設置的標志的任務(wù)，因此，記錄儀中任務(wù)的調度是基于消息機制來(lái)驅動(dòng)的。消息在多任務(wù)程序中的作用相當于橋梁，使任務(wù)間既相互獨立又有機關(guān)聯(lián)，任務(wù)之間不能直接調用，需借助消息，由任務(wù)調度模塊實(shí)施。

　　中斷服務(wù)程序由中斷消息(標志)處理程序和中斷任務(wù)處理程序兩部分組成，前者僅僅完成消息(標志)處理就退出中斷，而中斷真正要完成的操作，是在任務(wù)調度模塊的協(xié)調下，由中斷任務(wù)處理程序來(lái)完成。如按下顯示，則按鍵中斷消息處理程序只產(chǎn)生一個(gè)按鍵消息(標志)就退出中斷，而調度模塊依據按鍵消息，調用按鍵中斷任務(wù)處理程序獲取鍵值，并產(chǎn)生顯示消息。調度模塊依據顯示消息，調用顯示任務(wù)程序。

　　3 實(shí)時(shí)多任務(wù)調度策略

　　多任務(wù)的系統，通常采用內核來(lái)管理各個(gè)任務(wù)，也就是通過(guò)內核為每個(gè)任務(wù)分配CPU時(shí)間，并負責任務(wù)之間的通信。根據任務(wù)的調度機制，可以分為非占先式內核和占先式內核。前者要求每個(gè)任務(wù)能夠主動(dòng)釋放CPU等資源，后者則支持對當前任務(wù)的CPU使用權的剝奪，從而使更高優(yōu)先級就緒任務(wù)得到CPU控制權進(jìn)而執行。

　　嵌入式系統采用何種調度策略，通常要考慮三個(gè)因素：系統的處理能力，任務(wù)的數目，系統對響應時(shí)間和執行效率的要求。搶占式調度能改善高優(yōu)先級任務(wù)的實(shí)時(shí)性，但系統開(kāi)銷(xiāo)較大;非搶占式調度恰好與搶占式相反。針對記錄儀，提出搶占式和非搶占式的復合多任務(wù)調度策略。記錄儀的正常工作周期為1s，調度模塊的工作周期亦為1s，并將1s分為三個(gè)時(shí)段：0s-0.5s，0.5-0.8s，0.8s-1s，實(shí)時(shí)時(shí)鐘在0s， 0.5s， 0.8s各產(chǎn)生一次中斷，將Time-flag分別設置為0，5，8，并將Attemper-flag置為0。任務(wù)調度程序框圖如圖2所示。

　　在記錄儀一個(gè)工作周期(1s)內，復合調度策略，允許高優(yōu)先級任務(wù)三次搶占低優(yōu)先級和后臺任務(wù)，而低優(yōu)先級任務(wù)具有兩次搶占后臺任務(wù)的權力。因此，高優(yōu)先級任務(wù)的響應時(shí)間t≤0.5s，低優(yōu)先級任務(wù)的響應時(shí)間t≤0.7s。由于搶占的次數有限，所以任務(wù)切換開(kāi)銷(xiāo)不大，有利于提高系統效率。

　　搶占式和非搶占式的復合多任務(wù)調度策略已成功應用于某記錄儀，達到了預期的目標。

　　首先，軟件設計模塊化，不同的功能模塊編制成相應的任務(wù)，由調度模塊按優(yōu)先級別調用。而且兼顧了高優(yōu)先級任務(wù)的實(shí)時(shí)性和系統運行的高效性。這樣，大大降低了系統的故障率。低優(yōu)先級任務(wù)發(fā)生阻塞時(shí)，高優(yōu)先級任務(wù)的執行不受其影響。