32、嵌入式系统实时调度与用户界面设计全解析

嵌入式系统实时调度与用户界面设计全解析

1. 实时系统概述

在嵌入式系统中，大多数都是实时系统，因为计算结果的有效性依赖于其产生的时间。实时性通过实时截止时间来保证，若无法按时完成任务，结果可能和计算错误一样糟糕。对于复杂系统，单纯追求计算速度是不够的，因为即使系统在大多数情况下运行良好，也可能因事件到达方式导致错过截止时间。

实时分析和调度的关键在于确保系统能满足所有任务的截止时间。这需要先明确系统必须执行的各种任务，再合理安排任务执行顺序。然而，实时问题往往难以理解和处理，因此建议采用经过验证的标准方法。

1.1 实时调度可能出现的症状

• 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，例如大部分任务采用静态调度，但在负载重时动态跳过部分任务。
• 采用最早截止时间优先调度或最小松弛度调度。
• 未明确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。

1.2 实时设计不足的风险

• 系统在正常运行时可能错过截止时间。
• 系统在极端情况下错过截止时间，但在典型情况下正常，这使得实时问题难以识别和调试。
• 可能会在代码优化或购买更快的CPU上花费大量精力，而这些本可避免，因为满足实时截止时间并非仅取决于代码速度。

2. 实时分析的假设与术语

要实现实时操作，需要遵循一系列步骤，包括理解必要的假设、了解系统、选择合适的实时调度方法以及进行分析以确保