26、实时系统调度与状态图设计详解

实时系统调度与状态图设计详解

1. 实时系统概述

实时系统的性能关键在于满足任务的截止时间，而非单纯追求速度快。对于嵌入式系统而言，计算结果的时效性至关重要，若错过截止时间，结果可能与错误计算一样无用。

在实时系统中，存在一些可能需要关注实时调度的症状：
- 没有书面的实时调度计划。
- 使用混合或临时的调度技术，而非单一、一致的方法。
- 采用最早截止时间优先调度或最小松弛度调度。
- 不清楚且未记录各种任务的最坏情况执行时间。
- 使用没有特定实时支持的桌面操作系统。

若缺乏全面的实时性能管理方法，系统可能会出现以下问题：
- 在正常操作中错过截止时间。
- 在特殊情况下错过截止时间，但在典型情况下正常，导致难以识别和调试实时问题。
- 花费大量精力进行代码优化或购买更快的 CPU，而这些本可避免。

2. 实时分析基础

要实现实时操作，需遵循以下步骤：
- 理解所需的假设条件。
- 了解系统情况。
- 选择合适的实时调度方法。
- 进行分析以确保能满足截止时间。

实时调度有一些基本假设：
|假设内容|详细说明|
| ---- | ---- |
|所有任务完全周期性|每个任务在其周期内只能运行一次，对于非周期性任务，使用最坏情况（最快）的到达间隔时间。若任务周期长度可变，使用最快可能的周期进行调度。|
|所有任务完全独立|避免一个任务阻塞另一个任务，但在实际中，共享资源（如互斥保护的共享变量和多路复用的 A/D 转换器）可能会导致问题。|
|每个任