28、实时系统调度与状态图设计全解析

实时系统调度与状态图设计全解析

在实时系统的开发中，确保任务按时完成是至关重要的。这不仅需要对系统中各个任务的频率、截止时间和计算时间有深入的了解，还需要选择合适的调度方法。同时，对于具有状态依赖行为的系统，使用状态图进行设计可以大大提高代码的可理解性和可靠性。

实时系统调度基础

实时性能并非单纯追求速度，而是要在满足截止时间的前提下，尽可能降低整体成本。为了实现实时操作，需要遵循一系列步骤：明确所需的假设条件、了解系统情况、选择合适的实时调度方法，并进行分析以确保能够满足截止时间。

假设条件与术语

为了确保在各种情况下都能满足实时截止时间，需要做出一些假设：
1. 所有任务完全周期性 ：假设有 n 个任务，编号为 {T0, T1, …, TN - 1}，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。如果任务周期长度可变，则使用最快的周期进行调度。
2. 所有任务完全独立 ：避免一个任务阻塞另一个任务的问题。但在实际中，由于共享资源的存在，这个假设往往难以实现。
3. 已知每个任务的最坏情况执行时间（WCET） ：需要知道每个任务在独立执行时所需的最长 CPU 时间。确定 WCET 可能是一项艰巨的任务，通常需要对实际系统进行测量，并考虑代码中条件分支的最长路径、缓存未命中的最坏情况等因素。
4. 截止时间大于或等于周期 ：每个任务必须在下次可以开始运行之前完成执行。如果截止时间短于周期，则假设一个更快的周期等于该截止时间。 <