利用实时内核开发嵌入式多任务程序

实现，实时内核以固定周期对此任务进行调度，输出事件常被设计为可重入程序而不是任务；中断驱动事件是一类典型的异步事件。

下面将以1个简单的串行设备驱动程序来说明I/O分解，突出I/O任务构造的重要特征。此设备分配得到1个中断向量，在3种情况下产生中断：接收到字符、输出就绪、设备出错。因为采用抢占式内核，在I/O中断发生进入中断处理例程以后，程序要保存处理器状态，并根据不同的中断原因进行任务调度；在中断处理完成退出中断处理例程之前，还要恢复处理器状态。

设备中断处理：

IF 接收到字符THEN

将字符放入字符接收队列；

执行接收任务；

IF 输出就绪 THEN

IF 继续输出 THEN

送下一个字符；

ELSE

保存"设备输出就绪"情况；

IF 设备出错 THEN

将错误状态放入错误队列；

执行出错处理任务；

接收任务：

Void Task_receive()

{

While (true){

Wait on input char queue;

If end of input string then

Process input string;

Else

Save input;

}

}

对于中断事件要合理划分事件的处理级别，尽可能多地在任务级处理，从而最小化系统中断延迟。对这个串行设备驱动中断的处理就是一个划分事件到中断级和任务级处理的例子。中断服务例程及时响应实时中断，将实时要求相对低一些的事件（如字符出错、出错状态处理）交给不同的任务处理。队列是内核提供的一种任务间通信结构，支持消息发送者和接收者异步访问。在这里用于驱动程序和任务之间的通信，为驱动程序进程和任务进程提供消息缓冲。设备驱动程序负责及时响应中断事件，并不关心接收任务的状态。为了简化接收任务的结构，减小系统延迟，这里将出错处理划分为独立的任务，分配不同的优先级。
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    2.内部任务构造

系统内部任务可以分为：①周期性任务--实时内核基于固定周期调度的任务；②异步任务--非周期或事件驱动的任务，内核根据需要进行调度，用于处理系统内部产生的事件；③控制对象--为状态机创建的控制任务，用于实现状态转换；④用户接口⑤--对应于用户任务，在用户驱动的系统中，用户任务是具有高优先级。

在嵌入式实时多任务系统中，大部分任务是非周期或事件驱动的异步任务，其函数形式如下：

Void Task_aperiodic ()

{

While (true){

Wait on an async data structure;

Process input;

Process output;

}

}

在异步任务中，驱动任务的异步数据是由实时内核提供的任务间通信数据。内核为应用程序提供信号量、消息队列、消息邮箱、插口或管道等结构，进行事件管理和任务间通信。设计这些异步任务时采用合适的数据结构、正确定义数据能够节省宝贵的调试时间，而且任务处理的函数不能太多，过于复杂，否则会增加调试的难度。

3.任务合并

利用任务的共同特征进行适当的任务合并，可以简化系统任务模型、减小系统复杂度、消除某些任务的切换开销从而减少系统总体开销。任务合并可分为：①根据时间一致合并，将同一事件激活的优先级相同的函数合并在1个任务中；②根据控制一致合并，③根据函数一致合并，将几个使用相同数据的函数合并，使原来共享的数据成为任务内的局部数据，从而减少互斥。

结束语

目前有许多厂商提供面向嵌入式应用领域的实时操作系统（RTOS），提供实时内核、输入/输出管理器、窗口系统、文件系统、网络、语言接口库、调试器和交叉平台编译器的软件包。其中实时内核为嵌入式多任务程序提供最基本和最重要的功能。本文从利用实时内核开发多任务应用程序的角度，对实时内核和任务进行介绍，提出合理构造任务的方法。可以看到，利用实时内核提供的服务，采用正确的开发方法，可以增加嵌入式实时多任务系统的功能，降低开发方法，可以增加嵌入式实时多任务系统的功能，降低开发难度。

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