30、嵌入式系统的状态图与实时调度

嵌入式系统的状态图与实时调度

1. 状态图概述

在嵌入式系统中，几乎所有系统都具有基于状态或模态的行为。例如，系统在正常运行、启动模式、诊断模式和待机模式下的行为通常有很大差异。不同的按钮和LED指示灯在不同状态下也可能有不同的含义，就像数字手表上的按钮，其功能取决于之前按下的按钮。

1.1 使用状态图的重要性

设计基于状态和模态的系统操作时，使用状态图是一种很好的方法。状态图是一种适用于软件设计的有限状态机图。如果使用流程图来设计具有状态行为的系统，会导致实现混乱、难以理解且容易出错。而使用状态图和case语句结构来表示基于状态的行为会更加清晰，代码也更容易理解，且不易出错。

1.2 可能的症状

如果出现以下情况，你应该考虑使用状态图作为系统设计方法：
- 没有状态图、有限状态机图或其他描述基于状态行为的设计文档。
- 代码中有深度嵌套的条件语句，且许多条件语句具有相似或相同的条件测试。
- 系统因软件不同部分对系统状态的理解不一致，或因依赖模式的行为不正确而出现错误。

1.3 不使用状态图的风险

使用非状态图的方法来设计基于状态的行为可能会导致：
- 创建过于复杂且难以理解和正确实现的条件语句。
- 由于对依赖状态的行为缺乏清晰的认识，导致状态转换逻辑或每个状态的操作不正确。
- 与使用更好的设计方法相比，代码更复杂，错误更多。

2. 状态图

状态图是显示在软件中实现的有限状态机的状态和转换的图。

2.1 状态图的构建

最简单的状态图由以下