嵌入式实时操作系统μCOS原理与实践3.ppt
嵌入式实时操作系统C/OS原理与实践,教材：嵌入式实时操作系统C/OS原理与实践电子工业出版社 作者:卢有亮 电子科技大学能源科学与工程学院,第三章中断和时间管理,3.1 中断管理3.1.1中断管理核心思路3.1.2中断处理的流程3.1.3时钟中断服务3.2 时间管理3.2.1时间管理主要数据结构3.2.2时间的获取和设置3.2.3任务延时函数OSTimeDly3.2.4任务按分秒延迟函数OSTimeDlyHMSM3.2.5延时恢复函数OSTimeDlyResume习题,3.1中断管理,中断响应的快速性中断处理的迅速性,3.1.1中断管理核心思路,如果正在运行的任务没有关闭中断,在中断到来的时候，操作系统响应中断，进入中断服务程序。这时候任务的运行环境还没有保存，因此需要将任务的运行环境保存。这时候任务由于中断的到来而进入挂起态，,进入中断服务程序，首先将当前正在运行的任务的CPU环境保存。接着将中断使用的一个重要的全局变量，OSIntNesting加1，表示中断嵌套深了一层。实现这一功能的就是OSIntEnter，该函数实现且只实现这一功能。表3.1 OSIntEnter代码中断服务完成后，应调用与OSIntEnter相匹配的OSIntExit来进行最后的处理。OSIntExit这个函数是用来通知C/OS-II，已经结束了中断的操作。将OSIntNesting的值减1，并找到优先级最高的那个任务来运行，而并非是原来被挂起的那个任务。,3.1中断管理,3.1.2中断处理的流程,3.1.3时钟中断服务,C/OS-II在每个时间片都要进行任务的调度。调度的结果或者是返回原来的任务继续执行，或者是因为找到了就绪的更高优先级的任务，而让该任务运行。这个时间片可以是10毫秒或其他值。时钟中断服务是要依赖于中断的，如果是单片机系统，那么就该设置为定时器中断。用定时器中断的服务程序来完成该功能是恰当的。对于Windows平台下的虚拟系统，可以采用定时器触发来虚拟中断。表3.2 时钟中断服务OSTickISRuser代码分析,3.2时间管理,时间管理的内容在代码os_time.c中，包含了操作系统时间的设置及获取，对任务的延时，任务按分秒延时，取消任务的延时共5个系统调用。,3.2.1时间管理主要数据结构,volatile INT32U OSTime;任务控制块 TCB中的OSTCBDly,3.2.2时间的获取和设置,表3.3时间的设置OSTimeSet和获取函数OSTimeGet时间获取函数OSTimeGet简单地返回OSTime的值 时间设置函数OSTimeSet简单地设置OSTime的值 注意：因为OSTime 是被保护的全局变量，在访问的时候必须使用OS_ENTER_CRITICAL()进入临界区，保证独占访问！,3.2.3任务延时函数OSTimeDly,任务延时函数OSTimeDly用于阻塞任务一定时间，这个时间以参数的形式给出。如果这个参数的值是N，那么在N个时间片（时钟嘀嗒）之后，任务才能回到就绪状态获得继续运行的机会。如果参数的值是0，不会阻塞任务。表3.4任务延时函数OSTimeDly代码分析问题：调用OSTimeDly（1）会阻塞多少时间？,3.2.4任务按分秒延迟函数OSTimeDlyHMSM,任务延时函数OSTimeDly用于将任务阻塞一段时间，这个时间是以时间片为单位的。如果想以小时、分、秒、毫秒为单位进行进行任务延时，需要调用以分秒作为单位的任务延时函数OSTimeDlyHMSM。OSTimeDlyHMSM从功能上来说和OSTimeDly并没有多大的差别，只是将时间单位进行了转换，也就是说转换了以小时、分、秒、毫秒为单位的时间和以时间片为单位的时间。OSTimeDlyHMSM的参数分别是延时的小时数hours，分钟数minutes，秒数seconds，和毫秒数ms。表3.5任务按分秒延时函数OSTimeDlyHMSM 代码分析,3.2.5延时恢复函数OSTimeDlyResume,任务在延时之后，进入阻塞状态。当延时时间到了就从阻塞状态恢复到就绪态，可以被操作系统调度执行。但是，并非回到就绪态就只有这么一种可能，因为即便任务的延时时间没到，还是可以通过OSTimeDlyResume恢复该任务到就绪态。对于因等待事件发生而阻塞的，并且设置了超时timeout时间的任务，也可以时候OSTimeDlyResume来恢复。对这些任务使用了OSTimeDlyResume，就好像已经等待超时了一样！但是，采用OSTaskSuspend挂起的任务，是不允许采用OSTimeDlyResume来恢复。表3.6 OSTimeDlyResume代码分析,习题1.什么是中断服务程序？C/OS-II中断处理的标准流程应该是什么样的。2.如果在中断服务程序中，进行10ms的延时，这样做好不好，为什么？3.编写一个任务，这个任务每秒在屏幕上打印出当前的秒数。4.任务延时程序都涉及了什么数据结构，对它们都执行了什么样的操作，为什么要这么做？5.编写两个任务，任务A将自己延时10秒，然后打印当前的秒数，然后循环；任务B每秒判断打印当前的秒数，并调用OSTimeDlyResume去取消任务A的延时。问会出现什么样的结果。请对任务A和任务B设置合适的优先级，分配足够的任务堆栈，并上机验证(主程序的写法参考表1.3)。,
