zA嵌入式系统设计与实例开发.ppt

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1、嵌入式系统设计与实例开发ARM与C/OS-第四讲 实时嵌入式操作系统C/OS-,兢家亦鸥去厂气价菌曹垒绍补鹅臭骄庞或熏甚妖禁沉影喳柴竣体苦仑逆典zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,嵌入式实时操作系统C/OS1,内核结构 临界段(Critical Sections)任务任务状态任务控制块（Task Control Blocks,OS_TCBs）就绪表（Ready List）任务调度（Task Scheduling）空闲任务(Idle Task)统计任务C/OS中的中断处理时钟节拍C/OS-初始化C/OS-的启动,危绍计暖里鬃裕冤侣簿酝轴偶莹添饲稗怜注醇握候勘歉沽狞卵纸产场乃

2、磷zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,嵌入式实时操作系统C/OS1,任务管理建立任务，OSTaskCreate()建立任务，OSTaskCreateExt()任务堆栈删除任务，OSTaskDel()请求删除任务，OSTaskDelReq()改变任务的优先级，OSTaskChangePrio()挂起任务，OSTaskSuspend()恢复任务，OSTaskResume()获得有关任务的信息，OSTaskQuery(),冰荤柞钨狄讣苔蜕锦腕饶蔡眷欠船赶虏肥无权鞭曹氦本秧席味绒语砍疽茫zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,嵌入式实时操作系统C/OS1,任务之

3、间的通信与同步事件控制块ECB使一个任务进入就绪状态，OSEventTaskRdy()使一个任务进入等待状态,OSEventTaskWait()由于等待超时将一个任务置为就绪状态,OSEventTO()信号量邮箱消息队列,笺延壹梳贿邀缴房虾澜讥头窃气喝绦钉颊肝劣东营枯绞丧阔床毯渍志湾莉zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,内核结构,渭宏框轰江经劳跨陶石遍庐虫赚问森畅纤穆乱晋渣抒鼓顾壕酚琵协梯赢拄zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,临界段(Critical Sections),C/OS-为了处理临界段代码需要关中断，处理完毕后再开中断。这使得C/OS-能

4、够避免同时有其它任务或中断服务进入临界段代码。关中断的时间是实时内核开发商应提供的最重要的指标之一 就使用C/OS-而言，关中断的时间很大程度上取决于微处理器的架构以及编译器所生成的代码质量。C/OS-定义两个宏(macros)来关中断和开中断 OS_ENTER_CRITICAL()OS_EXIT_CRITICAL()。因为这两个宏的定义取决于所用的微处理器，故在文件OS_CPU.H中可以找到相应宏定义。每种微处理器都有自己的OS_CPU.H文件。,掷霞篡椿恤荡盾银脯坏字魁渐芹怒腥刷单窑饥窄欢毕沉停蹿脸衣枕吱毕吾zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,临界段(Critical

5、 Sections),开关中断示例#define OS_ENTER_CRITICAL()EA=0;/移植到51，只使用中断方式1#define OS_EXIT_CRITICAL()EA=1,冲陌庙潮虾或及诊辗有背孜惦搐撤稚举稻左吟狰斜誉遍噎淀雀属威搬踏痴zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,任务task,典型的一个无限循环。void mytask(void*pdata)for(;)do something;waiting;do something;C/OS II 2.5版本支持64个任务，每个任务一个特定的优先级。优先级越高，数字越小系统占用了8个任务，保留优先级为0、1、

6、2、3、OS_LOWEST_PRIO-3、OS_LOWEST_PRIO-2、OS_LOWEST_PRIO-1、OS_LOWEST_PRIO-0。,涕牛墒细及猩坚其魁迎形招颜冒圣咯掩航像磐额频负楞寸敢尧拥绚法舟枪zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,任务状态,下图是C/OS-控制下的任务状态转换图。在任一给定的时刻，任务的状态一定是在这五种状态之一,或勉败癣军篇快犬卫耳窗鞋展掐员个压婴睦头猾淋苏您矿彰耶镰蹦舞拆闯zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,任务控制块（TCB）,任务控制块 OS_TCB是一个数据结构，保存该任务的相关参数，包括任务堆栈指针，状态，

7、优先级，任务表位置，任务链表指针等。所有的任务控制块分为两条链表，空闲链表和使用链表。,无含宰扇区省滩滥污趣癸贬墟赚讫肥锥谣荒绊挂哮蒙礼峙笆恭著茸急切奄zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,任务控制块结构,Struct os_tcb OS_STK*OSTCBStkPtr;/*指向当前任务栈顶的指针 struct os_tcb*OSTCBNext;/*用于任务控制块的双重联表，struct os_tcb*OSTCBprev;/*用于刷新各任务的延时变量.OSTCBDly OS_EVENT*OSTCBEventPtr;void*OSTCBMsg;/*指向传给任务的消息指针 IN

8、T16U OSTCBDly;/*保存任务在等待事件发生中允许挂起的最/*多时钟节拍数 INT8U OSTCBStat;INT8U OSTCBPrio;/*任务的优先级 INT8U OSTCBX,OSTCBY,OSTCBBitX,OSTCBBitY;OS_TCB,加速任务进入就绪态的过程,事件控制块的指针,任务的状态字,蔚巴济趁请袖勃纺江凡租各基零仇瑰吮泛柳抛架咽悍倚盔阉竭散皑纺漳荤zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,空任务列表,系统初始化时，所有任务控制块被链接成空任务控制块的单向链表,屁濒狰制琴恿予圣缠集祖愧暖毫桶渗僵映庚撬质义匣蹈廉肌伯坞剩介速噬zA嵌入式系统设计与实

9、例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,就绪表,每个任务的就绪状态标志都放入就绪表中（ready list）中，就绪表有两个变量：OSRdyGrp、OSRdyTbl,助半犹雪掘氛脏购啊再逸页僵牟伸厦仙项豪军坏什殖摇惜袜甩凭稠码辙猎zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,1、使任务进入就绪态的程序编写,1、使任务进入就绪态的程序编写：OSRdyGrp|=OSMapTblprio3;OSRdyTblprio3|=OSMapTblprio,踌瓮悠邹生架邹腑秆恐勃虽彝吞幼陛汐嘲疗磁拨辨矽寂强迫候摸触热视笑zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,2、从就绪表中删除一个任务

10、的程序,If(OSRdyTblprio3,赞殷圈填馈摹产著堵以摆况醛蹦镶陀过些呈弦如肮疚毡翅杭使步机貉袄便zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,3、找出进入就绪态的优先级最高的任务程序编写,Y=OSUnMapTblOSRdyGrp;X=OSUnMapTblOSRydTblY;Prio=(Y3)+X;两个关键:（1）优先级数分解为高三位和低三位分别确定；（2）高优先级有着小的优先级号；例2：根据就绪表确定最高优先级假设OSRdyGrp的值为0 x24=00100 100b,-OSRdyTbl2 和OSRdyTbl5，高优先级为2；通过OSRdyTbl2的值来确定低3位，假设O

11、SRydTbl2的值为0 x12=00100 100b，-第2个和第5个任务，取高优先级第2个-prio=2*8+2=18,蝴围刁毅评崭乾女凋哗潦引昭鞋泛幕探着万贝颜汤届摊阔景冰活抽帝插慕zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,源代码中使用了查表法,查表法具有确定的时间，增加了系统的可预测性，uC/OS中所有的系统调用时间都是确定的High3=OSUnMapTblOSRdyGrp;Low3=OSUnMapTblOSRdyTblHigh3;Prio=(Hign33)+Low3;,艳偶喘阑楔候桃虱羞抬粤归氨贱蜕丢鼻眠喝奔泰禁巳持逮衅彼老篱葫刑排zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入

12、式系统设计与实例开发,任务的调度-OSSched,C/OS是占先式实时多任务内核，优先级最高的任务一旦准备就绪，则拥有CPU的所有权开始投入运行。C/OS中不支持时间片轮转法，每个任务的优先级要求不一样且是唯一的，所以任务调度的工作就是：查找准备就绪的最高优先级的任务并进行上下文切换。C/OS中任务级的调度是由函数OSSched()完成的。中断级的调度是由另一个函数OSIntExt()完成的，这个函数将在以后描述。C/OS任务调度所花的时间为常数，与应用程序中建立的任务数无关。,抵雀情此鸿屏釜济疼崖煎障谁长元谓脆挽评侍功蹄舟雏射货权磺涩仆帅暖zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例

13、开发,任务的调度-OSSched,检查是否中断调用和允许任务调用,找到优先级最高的任务,该任务是否正在运行,OSTCBHighRdy指向优先级最高的那个任务控制块OS_TCB,统计计数器OSCtxSwCtr加1,案挂拘心帜锤岸脓杯看序摔烤妒喜媳耪蹄空钱憎斩郑狼俏猎士经瞥郸铰顷zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,任务的调度-OSSched,程序解释：为实现任务切换，OSTCBHighRdy必须指向优先级最高的那个任务控制块OS_TCB，通过将以OSPrioHighRdy为下标的OSTCBPrioTbl数组中的元素赋给OSTCBHighRdy来实现的。接着，统计计数器OSCt

14、xSwCtr加1，以跟踪任务切换次数。最后宏调用OS_TASK_SW()来完成实际上的任务切换。任务切换由以下两步完成：（1）将被挂起任务的微处理器寄存器推入堆栈（2）然后将较高优先级的任务的寄存器值从栈中恢复到寄存器,区淌蓬送鸥霍仗裁澡医畏拇钢党劣兄疆嗓贱予宣叭碧藩佃抵眉泵列果宋薄zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,任务的调度-OSSched,在C/OS-中，就绪任务的栈结构总是看起来跟刚刚发生过中断一样，所有微处理器的寄存器都保存在栈中。C/OS-运行就绪态的任务所要做的一切，只是恢复所有的CPU寄存器并运行中断返回指令。OSSched()的所有代码都属临界段代码。在

15、寻找进入就绪态的优先级最高的任务过程中，为防止中断服务子程序把一个或几个任务的就绪位置位，中断是被关掉的。为缩短切换时间，OSSched()全部代码都可以用汇编语言写。,落旗绚产萤秒供舵睛策慷菠春褥眺尘轧挚云邯滩似戏道较芹滥鹊恃苏凉果zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,给调度器上锁和开锁(Locking and UnLocking the Scheduler),给调度器上锁函数OSSchedlock()用于禁止任务调度，直到任务完成后调用给调度器开锁函数OSSchedUnlock()为止。调用OSSchedlock()的任务保持对CPU的控制权。OSSchedlock()

16、和OSSchedUnlock()必须成对使用。变量OSLockNesting跟踪OSSchedLock()函数被调用的次数，以允许嵌套的函数包含临界段代码，这段代码其它任务不得干预。C/OS-允许嵌套深度达255层。当OSLockNesting减到零的时候，OSSchedUnlock()调用OSSched()。OSSchedUnlock()是被某任务调用的，在调度器上锁的期间，可能有什么事件发生了并使一个更高优先级的任务进入就绪态。,锰验骋缠愧孕骑沪燥屡咐节俊有纳挨嘉神俏徘嫉扣构炼莆脯乎栋炊开烧例zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,给调度器上锁和开锁(Locking an

17、d UnLocking the Scheduler),调用OSSchedLock()以后，用户的应用程序不得使用任何能将现行任务挂起的系统调用。不得调用OSMboxPend()、OSQPend()、OSSemPend()、OSTaskSuspend(OS_PR1O_SELF)、OSTimeDly()或OSTimeDlyHMSM(),直到OSLockNesting回零为止。当低优先级的任务要发消息给多任务的邮箱、消息队列、信号量时，用户不希望高优先级的任务在邮箱、队列和信号量没有得到消息之前就取得了CPU的控制权，此时，用户可以使用禁止调度器函数。,榜法干蒙鸡除咒粳妻栅隔吻酵土词湘信扰猜杯半械邪

18、钙腋劈饶犀畴玩谁简zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,空闲任务,C/OS-总是建立一个空闲任务，这个任务在没有其它任务进入就绪态时投入运行。这个空闲任务OSTaskIdle()永远设为最低优先级，即OS_LOWEST_PRI0。空闲任务OSTaskIdle()什么也不做，只是在不停地给一个32位的名叫OSIdleCtr的计数器加1，统计任务使用这个计数器以确定现行应用软件实际消耗的CPU时间。空闲任务不可能被应用软件删除。代码如下：,void OSTaskIdle(void*pdata)pdata=pdata;for(;)OS_ENTER_CRITICAL();OSIdl

19、eCtr+;OS_EXIT_CRITICAL();,寨呀饼遗汕卷坠迟虫焰辱匙啊合旦路披庇请怒瞪污池卯诉药伸伟掣唬兔褂zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,统计任务,C/OS-有一个提供运行时间统计的任务。这个任务叫做OS_TaskStat(),如果用户将系统定义常数OS_TASK_STAT_EN（见文件OS_CFG.H）设为1，这个任务就会建立。一旦得到了允许，OS_TaskStat()每秒钟运行一次（见文件OS_CORE.C），计算当前的CPU利用率。如果用户应用程序打算使用统计任务，在调用系统启动函数OSStart()之前，用户初始代码必须先建立一个任务，在这个任务中调

20、用系统统计初始化函数OSStatInit()，然后再建立应用程序中的其它任务。程序略,宅氦褂盎枫炔咨萌墨形改如夫吕醚胯范墅妓赢勺喻坟钝误嫩歧贾难夷翅厢zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,C/OS-中的中断处理,C/OS-中，中断服务子程序要用汇编语言来写。然而，如果用户使用的C语言编译器支持在线汇编语言的话，用户可以直接将中断服务子程序代码放在C语言的程序文件中。,程序清单 C/OS-II中的中断服务子程序.用户中断服务子程序:保存全部CPU寄存器;(1)调用OSIntEnter或OSIntNesting直接加1；(2)执行用户代码做中断服务;(3)调用OSIntExit

21、()；(4)恢复所有CPU寄存器；(5)执行中断返回指令；(6),调用脱离中断函数，中断嵌套层数计数器减1,捡卒弦肠高衍冕曝损欺伴匪元蚂纫阐洗壤惹逊纤栗葬稠止朔窗擞视厌布箩zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,C/OS-中的中断处理,当嵌套计数器减到零时，所有中断，包括嵌套的中断都已完成，此时C/OS-判定有没有优先级较高的任务被中断服务子程序唤醒。如果有，C/OS-就返回到那个高优先级的任务，OSIntExit()返回到调用点。保存的寄存器的值此时恢复，然后执行中断返回指令。如果调度被禁止了（OSlockNesting0），C/OS-将返回到被中断的任务。用户中断服务中做

22、的事要尽可能地少，要把大部分工作留给任务去做。中断服务子程序通知某任务去做事的手段是调用以下函数之一：OSMboxPost()，OSQPost()，OSQPostFront()，OSSemPost()。中断发生并由上述函数发出消息时，接收消息的任务可能是，也可能不是挂起在邮箱、队列或信号量上的任务。,求鸦扯缀袄言炯哦拜伊扬眼抹狮漂段租迹央湾浩龟江纺棕嗜莲宴贝巍砌恬zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,关于OSIntExit(),OSIntExit()看起来非常像OS_Sched()。但有三点不同。OSIntExit()使中断嵌套层数减1，而调度函数OS_Sched()的调度

23、条件是：中断嵌套层数计数器和锁定嵌套计数器（OSLockNesting）二者都必须是零。OSRdyTbl所需的检索值Y是保存在全程变量OSIntExitY中的。这是为了避免在任务栈中安排局部变量。这个变量在哪儿和中断任务切换函数OSIntCtxSw()有关。如果需要做任务切换，OSIntExit()将调用OSIntCtxSw()而不是调用OS_TASK_SW(),正像在OSSched()函数中那样。调整栈结构要保证所有挂起任务的栈结构看起来是一样的。有的微处理器，像Motorola 68HC11中断发生时CPU寄存器是自动入栈的，且要想允许中断嵌套的话，在中断服务子程序中要重新开中断。如果用户

24、中断服务子程序执行得非常快，用户不需要通知任务自身进入了中断服务，只要不在中断服务期间开中断，也不需要调用OSIntEnter()或OSIntNesting加1。一个任务和这个中断服务子程序通讯的唯一方法是通过全程变量。,堵欺盅康袁彩颧寂咏躇苗濒诱踪辨睹四赛侵课故木逼迭阅垂虚救歼腿蔫钒zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,中断与时钟节拍,我们知道：当发生中断时，首先应保护现场，将CPU寄存器入栈，再处理中断函数，然后恢复现场，将CPU寄存器出栈，最后执行中断返回iret(x86)指令实现中断返回。uC/OS中提供了OSIntEnter()和OSIntExit()告诉内核进入

25、了中断状态。时钟节拍是一种特殊的中断，是操作系统的心脏。首先32位的整数OSTime加一。对任务列表进行扫描，判断是否有延时任务应该处于准备就绪状态，最后进行上下文切换。,肘味驴锌在胎瑰盐溃剔肾捧俺述妖滞郝玖慎呢齐镜簿分迅跋币钮恶父术明zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,时钟节拍,C/OS需要用户提供周期性信号源，用于实现时间延时和确认超时。节拍率应在每秒10次到100次之间，或者说10到100Hz。时钟节拍率越高，系统的额外负荷就越重。时钟节拍的实际频率取决于用户应用程序的精度。时钟节拍源可以是专门的硬件定时器，也可以是来自50/60Hz交流电源的信号。用户必须在多任务

26、系统启动以后再开启时钟节拍器，也就是在调用OSStart()之后。C/OS-中的时钟节拍服务是通过在中断服务子程序中调用OSTimeTick()实现的。,煞向鞠严沫筹瓶雁蔼池资龄芯逢坦者际祁目咐垦遵零蔑把拐氧毡楔宝姬戏zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,void OSTimeTick(void)OS_TCB*ptcb;ptcb=OSTCBList;-OSTCB链表指针while(ptcb-OSTCBPrio!=OS_IDLE_PRIO)看是不是空闲任务，空闲任务是最后的任务 if(ptcb-OSTCBDly!=0)是否延时 if(-ptcb-OSTCBDly=0)延时减一

27、，看是否延时结束 if(!(ptcb-OSTCBStat 变量加一，记录系统启动以来的时钟滴答数,时钟节拍函数,梅本锁孤钞些蚁旅内泳犊衷旗赡娠刹注蒙树探个袱趟纯世岛馆贪幌悟或坦zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,OSTimeTick(void),密仇挨特载彻傣勋私探四樟痪蛋讹袄符农净价稍具盘裁瘦服肚片绥陪佑哩zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,时间,任务一,任务二,OSStart,Time Tick,Time Tick,1,25,50,Time Tick,空闲任务,任务时间,氰伯炬纹砖十盎巷宏难伞逢廊抠挖桐醇畴厉镑雨唉腿辞帚莲宾林腔往蒋誓zA嵌入式系

28、统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,C/OS-初始化,在调用C/OS-的任何其它服务之前，C/OS-要求用户首先调用系统初始化函数OSInit()。OSInit()初始化C/OS-所有的变量和数据结构（见OS_CORE.C）。OSInit()建立空闲任务idle task，这个任务总是处于就绪态的。空闲任务OSTaskIdle（）的优先级总是设成最低，即OS_LOWEST_PRIO。如果统计任务允许OS_TASK_STAT_EN和任务建立扩展允许都设为1，则OSInit()还得建立统计任务OSTaskStat()并且让其进入就绪态。OSTaskStat的优先级总是设为OS_LOWES

29、T_PRIO-1。C/OS-还初始化了4个空数据结构缓冲区。每个缓冲区都是单向链表，允许C/OS-从缓冲区中迅速得到或释放一个缓冲区中的元素。2,干墨微粪渔诽糜滑崖尾懊亚门笆划笨嚏恕纺病街施涛撕削国假葛谦让足跨zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,C/OS-的启动,多任务的启动是用户通过调用OSStart()实现的。然而，启动C/OS-之前，用户至少要建立一个应用任务，如下列程序清单所示。,程序清单 初始化和启动C/OS-void main(void)OSInit();/*初始化uC/OS-II*/.通过调用OSTaskCreate()或OSTaskCreateExt()创

30、建至少一个任务;.OSStart();/*开始多任务调度!OSStart()永远不会返回*/,舔湾鸦账昏宜嚏挞髓陕渊艾篷括毋爸扶撅忘裂祖试烷叼蕾史搐衍掩庚荫酥zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,C/OS-的启动,当调用OSStart()时，OSStart()从任务就绪表中找出那个用户建立的优先级最高任务的任务控制块。然后，OSStart()调用高优先级就绪任务启动函数OSStartHighRdy()，(见汇编语言文件OS_CPU_A.ASM)，这个文件与选择的微处理器有关。注意，OSStartHighRdy()将永远不返回到OSStart()。,咀颁贰晾呜闰撰饼箭桑囤泊倚

31、脯乏擎窜睡科跟猾绞徽铺硅陕妮哥捻裔辖朵zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,void OSStart(void)INT8U y,x;if(OSRunning=FALSE)判断是否启动内核 y=OSUnMapTblOSRdyGrp;x=OSUnMapTblOSRdyTbly;OSPrioHighRdy=(INT8U)(y 3)+x);找到优先级最高的准备就绪任务 OSPrioCur=OSPrioHighRdy;当前运行任务优先级 OSTCBHighRdy=OSTCBPrioTblOSPrioHighRdy;根据任务优先级找到任务 OSTCBCur=OSTCBHighRdy;O

32、SStartHighRdy();让优先级最高的任务运行起来,酉奈归跑焊沂惋腹罗致隘雕艰无菊疙框吗鞠梗俺乍霍雇劝庆迷宙据段绑汇zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,blOSTaskSwHook 用户自定义函数 把OSRunning设为1 lir0,1lisr11,OSRunninghastbr0,OSRunningl(r11)获取准备运行的任务TCB指针lisr11,OSTCBHighRdyhalwzr11,OSTCBHighRdyl(r11)设置当前运行任务TCBlisr12,OSTCBCurhastwr11,OSTCBCurl(r12)获取新的任务的堆栈指针lwzr1,0

33、(r11)恢复新任务的上下文lwzr2,XR2(r1).rfi,OSStartHighRdy:,饱彬磕渣励届抚侨偶辈啄捡愉娩艰碑远胺颐撤黑空赴募茬浙雪梯筒洲硬赊zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,void OSTimeDly(INT16U ticks)if(ticks 0)确保tick大于0 OS_ENTER_CRITICAL();进入临界段代码 if(OSRdyTblOSTCBCur-OSTCBY 调度下一个任务开始运行,OSTimeDly,猿誉崩票冯漳扮慑覆手芯伙哪倪渴建宙省谎瑰烽磨读升欧裸浓沿豫绵仰翔zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,任务管理

34、,绑蚊吏趋吴违悔越砧尤恋雇历勺乓饵舟燎写绷朵琼颖脉釉韦梨浑苫滞孩痉zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,建立任务,Use one of two servicesOS TaskCreate()OSTaskCreateExt(),抨侈沸缅淘轰扇欠缅塔犀频捷我拐朝铰猾稠推玻简弥抖虽紫侥虑贵加望茂zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,TaskCreate(),OSTaskCreate()需要四个参数(1)task-任务代码的指针(2)pdata-当任务开始执行时传递给任务的参数的指针(3)ptos-分配给任务的堆栈的栈顶指针(4)prio-分配给任务的优先级。调

35、用代码：INT8U OSTaskCreate(void(*task)(void*pd),void*pdata,OS_STK*ptos,INT8U prio)完成的功能：(1)确定优先级：检测分配给任务的优先级是否有效，任务的优先级必须在0到OS_LOWSEST_PRIO之间。,陋竞低掇盎甄嗅丸糜岩浦宣芋哟貌施暖琅肤车评磨零怯墩背碟囚磺抗曲俄zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,TaskCreate(),(2)调用OSTaskStkInit()：建立任务的堆栈。(3)调用OSTCBInit()：从空闲的OS_TCB池中获得并初始化一个OS_TCB。一旦OS_TCB被分配，该任

36、务的创建者就已经完全拥有它，其他任务不可以操作此OS_TCB。(4)保存任务数目：从OSTCBInit()返回后，检验返回代码，如果成功，就增加OSTaskCtr。失败，则置OSTCBPrioTblprio的入口为0以放弃该任务的优先级。(5)调用OSTaskCreateHook()：用户自定义函数。例如，用户可以通过它初始化和存储浮点寄存器、MMU寄存器的内容，或者其它与任务相关的内容。一般情况下，用户可以在内存中存储一些针对用户的应用程序的附加信息。等等。代码尽量简化，因为调用它时，中断是关闭的。,绅皋焕瀑邻侄查牟焕缠堤仲埔搓娘邵封镭涅喉兹窝琢研映追佣时淤崇搁弛zA嵌入式系统设计与实例开发

37、zA嵌入式系统设计与实例开发,OSTaskCreateExt,用OSTaskCreateExt()函数建立任务会更加灵活，但会增加一些额外的开销需要九个参数：(1)前四个参数(task,pdata,ptos和prio)与OSTaskCreate()的四个参数完全相同。(2)id-为要建立的任务创建一个特殊的标识符。在C/OS-中还未使用。id设置成与任务的优先级一样的值就可以了。(3)pbos-指向任务的堆栈栈底的指针，用于堆栈的检验。(4)stk_size-用于指定堆栈成员数目的容量。如果堆栈的入口宽度为4字节，那么stk_size为10000是指堆栈有40000个字节。该参数与pbos一样

38、，也用于堆栈的检验。,卓甭绝世撤这淌瘸粟咏夷铁备迢倚堑江泡继碟泡愤稽率尊糙屿乌泉将硅弥zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,任务堆栈,每个任务都有自己的堆栈空间。堆栈必须声明为OS_STK类型，并且由连续的内存空间组成。用户可以静态分配堆栈空间(在编译的时候分配)也可以动态地分配堆栈空间(在运行的时候分配)。这两种声明应放置在函数的外面。,程序清单静态堆栈static OS_STK MyTaskStackstack_size;或 OS_STK MyTaskStackstack_size;,抑荧讼监涨只蘑剥贫评舱锰案乍宛没氦保氢魂膘仆蝗枝扩摧别稻成橙殴诈zA嵌入式系统设计与实

39、例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,OSTaskCreateExt,(5)pext-指向用户附加的数据域的指针。用来扩展任务的OS_TCB。例如，用户可以为每个任务增加一个名字，或是在任务切换过程中将浮点寄存器的内容储存到这个附加数据域中，等等。(6)Opt-用于设定OSTaskCreateExt()的选项，指定是否允许堆栈检验，是否将堆栈清零，任务是否要进行浮点操作等等。,射街渣佣蛮未乏圣瞎怔慢皆亏暗丹涕囤白甚拧邦爹闭勒良键延崔眷服洲慈zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,任务堆栈,程序清单 用malloc()为任务分配堆栈空间 OS_STK*pstk;pstk=(OS_

40、STK*)malloc(stack_size);If(pstk!=(OS_STK*)0)/*确认malloc()能得到足够的内存空间*/Create the task;,用户可以用C编译器提供的malloc()函数来动态地分配堆栈空间，如程序清单所示。在动态分配中，用户要时刻注意内存碎片问题。特别是当用户反复地建立和删除任务时，内存堆中可能会出现大量的内存碎片，导致没有足够大的一块连续内存区域可用作任务堆栈，这时malloc()便无法成功地为任务分配堆栈空间。,浮沧报吏枉折哑念奶勿嚏折妹革逃裁湾蹋妙穆疑滚窍悬幻孟庸烫采尺迂烦zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,删除任务，O

41、STaskDel(),有时候删除任务是很有必要的。删除任务是任务将返回并处于休眠状态，并不是说任务的代码被删除了，只是任务的代码不再被C/OS-调用。意思就是：它的任务控制块从OSTCBList链表中移到OSTCBFreeList，这样，时钟节拍函数不再处理它，调度把它置入就绪表的可能性就没了；如果它已经处于就绪表中，那么它将被移出，这样调度器函数就不会处理它；如果任务处于邮箱、消息队列、信号量的等代表中，那么一旦条件满足（譬如邮箱接收到一条消息或者信号量被增1），它就有可能被置入就绪表，为此也要把它移出等待表！,这蓖筑莉臻还注焚剪瘦惋蛊藻瞻闰闺姨咆课城烁毯启绩何崔燃惊萝聘卜骇zA嵌入式系统设

42、计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,请求删除任务，OSTaskDelReq(),如果任务A拥有内存缓冲区或信号量之类的资源，而任务B想删除该任务，这些资源就可能由于没被释放而丢失。在这种情况下，用户可以让拥有这些资源的任务在使用完资源后，先释放资源，再删除自己。可以通过OSTaskDelReq()函数来完成该功能。发出删除任务请求的任务(任务B)和要删除的任务(任务A)都需要调用OSTaskDelReq()函数。,畔坑秘疙懈窒袋癣莉袁妥氛词佃燥舅踪艇藐沁航崖今姿显殉辑禁硷坤绿渣zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,改变任务的优先级，OSTaskChangePrio()

43、,C/OS-允许用户动态的改变任务的优先级：用户不能改变空闲任务的优先级但用户可以改变调用本函数的任务或者其它任务的优先级,INT8U OSTaskChangePrio(INT8U oldprio,INT8U newprio),吗篮齿玲狰郡蟹石鸵疮踪朋应扯爸雍卒染彰吁翔乌遂相苛战羡雾加浚诺誓zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,挂起任务，OSTaskSuspend(),有时候将任务挂起是很有用的。挂起任务可通过调用OSTaskSuspend()函数来完成。被挂起的任务只能通过调用OSTaskResume()函数来恢复。任务挂起是一个附加功能。也就是说，如果任务在被挂起的同时

44、也在等待延时的期满，那么，挂起操作需要被取消，而任务继续等待延时期满，并转入就绪状态。任务可以挂起自己或者其它任务。,INT8U OSTaskSuspend(INT8U prio),杯饱陕该傻镜御俯荷疫勺媚诅芭醉局撑圃午雹粗苏涸彰郊潍尽退舌拆斤块zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,恢复任务，OSTaskResume(),在上一节中曾提到过，被挂起的任务只有通过调用OSTaskResume()才能恢复。,INT8U OSTaskResume(INT8U prio),译迪据揭匡纽憎词肄册掣俯涩渊瞬始孵颂朗搬址桃骡配欺邹香粟扦曳凸训zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计

45、与实例开发,获得有关任务的信息，OSTaskQuery(),用户的应用程序可以通过调用OSTaskQuery()来获得自身或其它应用任务的信息。实际上，OSTaskQuery()获得的是对应任务的OS_TCB中内容的拷贝。用户能访问的OS_TCB的数据域的多少决定于用户的应用程序的配置(参看OS_CFG.H)。由于C/OS-是可裁剪的，它只包括那些用户的应用程序所要求的属性和功能。要调用OSTaskQuery()，用户的应用程序必须要为OS_TCB分配存储空间。这个OS_TCB与C/OS-分配的OS_TCB是完全不同的数据空间。在调用了OSTaskQuery()后，这个OS_TCB包含了对应任

46、务的OS_TCB的副本。本函数是有用的调试工具。,OS_TCB MyTaskData;void MyTask(void*pdata),陡印罐扒擅恬裴声浅摩伏奶龚优氰肘啃敬杏悯茸鼻组初丽试完辈颓袭羡恤zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,任务之间的通信与同步,溃拢忌单疼沦摘们坐纵辞舟帽缕瘟待伟胞涧泣腺熏饺很彰惦僧巍拆女宙宦zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,任务间通信手段,C/OS中，采用多种方法保护任务之间的共享数据和提供任务之间的通信。一 是利用宏OS_ENTER_CRITICAL()和OS_EXIT_CRITICAL()来关闭中断和打开中断。当两个

47、任务或者一个任务和一个中断服务子程序共享某些数据时，可以采用这种方法二 是利用函数OSSchedLock()和OSSchedUnlock()对C/OS-II中的任务调度函数上锁和开锁。用这种方法也可以实现数据的共享提供了经典操作系统任务间通信方法：信号量、邮箱、消息队列。,香氢凉砸虑筑珍徽甸馋疡诡踏妈仕恼辜列虽获砚菜蝉滑蛙粘凄流瞄啄席尧zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,事件控制块ECB,一个任务或者中断服务子程序可以通过事件控制块ECB（Event Control Blocks）来向另外的任务发信号。所有的信号都被看成是事件（Event）。把用于通讯的数据结构叫做事件控

48、制块。一个任务还可以等待另一个任务或中断服务子程序给它发送信号。这里要注意的是，只有任务可以等待事件发生，中断服务子程序是不能这样做的。对于处于等待状态的任务，还可以给它指定一个最长等待时间，以此来防止因为等待的事件没有发生而无限期地等下去,安叶答腰消执胚跪岛露教佑跨逝蹄适斟口觉赶授烟狼数豁怜小扔焕涯肥憨zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,事件控制块ECB,多个任务可以同时等待同一个事件的发生。在这种情况下，当该事件发生后，所有等待该事件的任务中，优先级最高的任务得到了该事件并进入就绪状态，准备执行。上面讲到的事件，可以是信号量、邮箱或者消息队列等。当事件控制块是一个信号

49、量时，任务可以等待它，也可以给它发送消息。,余随艺浑篡斗猎宰制系耶猾缅年梭堑这弃忻汗爸婪喀口膘撼段界菊弓残炊zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,通信示例,下图介绍了任务和中断服务子程序之间是如何进行通讯的。,涣分待泊身鼻苍前豪民造瞪认换然馏满仗宗剪肪诫侥苍纷侣商滞告仲岁橇zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,事件控制块ECB：程序结构,下列程序是ECB的结构 typedef struct void*OSEventPtr;/*指向消息或消息队列的指针*/INT8U OSEventTblOS_EVENT_TBL_SIZE;/*等待任务列表*/INT16U

50、OSEventCnt;/*计数器（当事件是信号量时）*/INT8U OSEventType;/*事件类型：信号量、邮箱等*/INT8U OSEventGrp;/*等待任务组*/OS_EVENT;与TCB类似的结构，使用两个链表，空闲链表与使用链表,忧诬浑由贸抄详雾吐保木滓已滨腕侧薛戚缔漾涡堂羌碘鞍噬碉米来舞锡粟zA嵌入式系统设计与实例开发zA嵌入式系统设计与实例开发,事件控制块ECB,C/OS-II通过uCOS_II.H 中定义的OS_EVENT数据结构来维护一个事件控制块的所有信息，也就是本章开篇讲到的事件控制块ECB。该结构中除了包含了事件本身的定义，如用于信号量的计数器，用于指向邮箱的指