微处理器程序调度设计

 

什么样是好的系统呢？笔者认为有2点，1是让微处理器在单位时间内处理更多的任务，2是程序易于维护。 在早期的程序设计中，就是一个简单的while(1)，然后一直执行应用代码，这就是裸机系统。后来由于裸机系统的功能越来越复杂，代码的可维护性变得越来越差，任务的调度也变得不理想，于是人们就发明了操作系统。基于操作系统的程序设计相对比较简单，但其资源开销较大，CPU利用率较低。下面将分别介绍裸机系统于操作系统之间的区别：

 

操作系统：

       操作系统的最明显的特征就是每个任务都有自己独立的堆栈空间，堆栈空间里保持着任务被挂起时的上下文环境，这样操作系统内核就能根据优先级调用最高优先级的任务了。

 

裸机系统：

       裸机系统最明显的特征就是所有任务共享一个堆栈空间，任务之间不好进行同步，任务之间像是被杂糅在一起，随着功能的增加，其程序设计越加复杂且易造成系统的不稳定，但对于小型应用来说，裸机系统是比较好的选择，其执行效率高且不易出错。下面是笔者整理的常用裸机调度框架代码：

 

//常用宏定义

#define TRUE (1)

#define FALSE      (0)

//定义TASK的数量

#define TASK_NUM      (3)

 

//定义一个tick周期，定时器计数值累加多少

#define TICK_CNT (1000)

//定义定时器最大的计数值

#define MAX_TIMER_CNT    (0xFFFFFFFF)

 

//用于计算tick时间

uint32_t startScheduleTime = 0;

uint32_t endScheduleTime = 0;

 

//用于task任务调度的索引

volatile int appTaskScheduleIndex = 0;

 

//Task 任务函数定义

void Task0(void)

{

       //Task 0 任务处理

}

void Task1(void)

{

       //Task 1 任务处理

}

void Task2(void)

{

       //Task 2 任务处理

}

void Task3(void)

{

       //Task 3 任务处理

}

 

//空闲任务，用于提高cpu利用率

void TaskIdle(void)

{

       //空闲任务处理

}

 

//需要更据参考芯片手册，读取定时器的计数值

void GetSchduleTimerValue(uint32_t *value)

{

       //TODO:得到调度定时器的值

}

//等待一个Tick的时间是否到期

int WaitScheduleTimerTick(uint32_t start,uint32_t end)

{

       if(end >= start)

       {

              if((end - start) >= TICK_CNT)

              {

                     return 1;

              }

              else

              {

                     return 0;

              }

       }

       else

       {

              if((MAX_TIMER_CNT - start + end) >= TICK_CNT)

              {

                     return 1;

              }

              else

              {

                     return 0;

              }

       }

}

 

void main(void)

{

       TimerInit();//初始化定时器使其产生1ms中断

       While(1)

       {

              GetSchduleTimerValue(&startScheduleTime);

              switch(appTaskScheduleIndex)

              {

                     case 0:

                            Task0();

                     break;

                     case 1:

                            Task1();

                     break;

                     case 2:

                            Task2();

                     break;

                     //添加其它任务处理case

                     //..

                     //..

                     default:

                            appTaskScheduleIndex = 0;

                     ;

              }

              //等待中断的发生，驱动任务的调度

             

              GetSchduleTimerValue(&endScheduleTime);

              while(WaitScheduleTimerTick(startScheduleTime,endScheduleTime) == 0)

              {

                     TaskIdle();

                     GetSchduleTimerValue(&endScheduleTime);

              }

             

              //任务索引的溢出处理

              if(appTaskScheduleIndex >= TASK_NUM)

              {

                     appTaskScheduleIndex = 0;

              }

              else

              {

                     appTaskScheduleIndex++;

              }

       }

}