經(jīng)典再續：μC/OS-III

　　μC/OS-III相比于μC/OS-II做了很多的改進(jìn)，是一款全新的內核，在效率方面有了很大提升，并且支持任務(wù)的時(shí)間片輪轉調度，摒棄了一些不必要的內容，如消息郵箱，對于熟悉μC/OS-II的工程師來(lái)說(shuō)，上手μC/OS-III還是比較容易的，先來(lái)了解一下μC/OS-III做了哪些具體的改進(jìn)。

　　一、時(shí)鐘節拍的改進(jìn)

　　在RTOS中,任務(wù)可通過(guò)調用延時(shí)函數(如OSTimeDly( )函數)將自己延時(shí)掛起一段時(shí)間，任務(wù)在延時(shí)的過(guò)程中會(huì )釋放CPU,延時(shí)的任務(wù)不占用寶貴的CPU資源,而是由時(shí)鐘節拍服務(wù)統一管理，時(shí)鐘節拍服務(wù)是一個(gè)周期性運行的任務(wù)，由周期的時(shí)鐘節拍中斷觸發(fā),而時(shí)鐘節拍中斷可由硬件定時(shí)器產(chǎn)生，以此來(lái)分擔CPU的工作量。

　　在μC/OS-II中，時(shí)鐘節拍服務(wù)是在時(shí)鐘節拍中斷服務(wù)程序中完成的，每次時(shí)鐘節拍服務(wù)都會(huì )遍歷整個(gè)任務(wù)鏈表，依次處理每個(gè)任務(wù)，如果該任務(wù)的延時(shí)計數為0，則跳過(guò)該任務(wù)，如果計數非0，則進(jìn)行減1操作，并判斷減1后是否為0，為0則表明延時(shí)時(shí)間已到，使相關(guān)任務(wù)進(jìn)入就緒態(tài)。如果系統的任務(wù)數目較多的話(huà)，時(shí)鐘節拍服務(wù)遍歷整個(gè)任務(wù)鏈表的時(shí)間較長(cháng)，而且該服務(wù)函數在中斷中被調用，因此也會(huì )導致中斷執行的時(shí)間過(guò)長(cháng)，不符合實(shí)時(shí)操作系統的設計理念。

　　在μC/OS-III中，周期性的硬件定時(shí)器通過(guò)中斷觸發(fā)中斷服務(wù)函數，在中斷服務(wù)函數中調用時(shí)鐘節拍服務(wù)函數，但是該時(shí)鐘節拍服務(wù)函數不需要遍歷整個(gè)任務(wù)鏈表，只是發(fā)送一個(gè)信號量，即可結束中斷，時(shí)鐘節拍任務(wù)接收該信號量，恢復運行，處理延時(shí)函數，為了提高時(shí)鐘節拍的處理速度，還采用了哈希散列表機制來(lái)管理任務(wù)，使得查找速度更加高效合理。

　　二、任務(wù)調度的改進(jìn)

　　在μC/OS-II中，任務(wù)調度是完全基于優(yōu)先級的，每個(gè)任務(wù)都有不同的優(yōu)先級，不允許2個(gè)任務(wù)具有相同的優(yōu)先級，并且支持的任務(wù)數量是有限制的。

　　在μC/OS-III中，可以支持任意數目的任務(wù)和優(yōu)先級，用戶(hù)根據實(shí)際情況來(lái)定，當然在實(shí)時(shí)操作系統中，要盡可能的精簡(jiǎn)任務(wù)數目，在μC/OS-III中，增加了任務(wù)的時(shí)間片輪轉調度算法，也就是說(shuō)不同的任務(wù)允許具有相同的優(yōu)先級，因此，任務(wù)的數量就可以不受優(yōu)先級數量的限制了，每一個(gè)優(yōu)先級的任務(wù)數量可以有多個(gè)，同一優(yōu)先級的任務(wù)根據實(shí)際需要分配執行時(shí)間，時(shí)間到時(shí)釋放CPU，使得其它任務(wù)得以執行，如此循環(huán)往復。除此之外，還對任務(wù)優(yōu)先級查找算法進(jìn)行了改進(jìn)，在此不再詳述。

　　三、信號量的改進(jìn)

　　在多任務(wù)實(shí)時(shí)操作系統中，信號量是最基本最常用的機制，用來(lái)實(shí)現任務(wù)之間的通信和同步、任務(wù)和中斷之間的通信和同步以及對共享資源的訪(fǎng)問(wèn)，在μC/OS-II中，提供了基本的信號量創(chuàng )建、等待和釋放等操作。

　　在μC/OS-III中，對信號量的使用增加了一些可選參數，如非阻塞等待、釋放但不進(jìn)行任務(wù)調度等操作，具有較高的靈活性。更為方便和重要的是，在μC/OS-III中增加了任務(wù)內嵌的信號量，用戶(hù)無(wú)需創(chuàng )建信號量便可和其它任務(wù)通信，使用起來(lái)比普通信號量更加簡(jiǎn)單高效。比如兩個(gè)任務(wù)之間的數據傳送很明確，任務(wù)A接收數據完成后，只有任務(wù)B來(lái)執行數據的處理，也就是說(shuō)只有一個(gè)任務(wù)等待任務(wù)A的信號量，而且任務(wù)A知道要將信號量發(fā)送給哪個(gè)任務(wù)，便可以使用內嵌信號量來(lái)進(jìn)行通信和同步。

　　四、小結

　　以上僅列舉了幾點(diǎn)在μC/OS-III中比較重要的改進(jìn)，μC/OS-III實(shí)時(shí)內核無(wú)論在效率、穩定性、用戶(hù)使用靈活性方面都做了重要的改進(jìn)，是一款全新的實(shí)時(shí)內核，詳見(jiàn)書(shū)籍《嵌入式實(shí)時(shí)操作系統μC/OS-III》。