29、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. 状态图的应用与实现

1.1 状态图概述

几乎所有嵌入式系统都存在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可能截然不同。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，其功能取决于之前的操作。

使用状态图是设计基于状态和模态系统操作的好方法。状态图是一种专门用于设计软件的有限状态机图。

1.2 使用状态图的重要性

匹配设计表示与软件行为至关重要。虽然流程图被广泛使用，但对于基于状态的行为，使用流程图会导致实现混乱、难以理解且容易出错。而状态图结合 case 语句结构能使基于状态的行为更加清晰，代码更易于理解且不易出错。

1.3 可能的症状

以下情况表明你应该考虑使用状态图作为设计方法：
- 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，且许多条件语句的条件测试相似或相同。
- 系统因软件各部分对系统状态的不一致或模式依赖行为不正确而出现错误。

1.4 不使用状态图的风险

使用非状态图的方法设计基于状态的行为可能会导致：
- 创建过于复杂的条件语句，难以理解和正确实现。
- 由于对状态依赖行为的不清晰，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，代码更复杂且错误更多。

1.5 状态图的构建

最简单的状态图由以下部分组成：
- 初始化弧：指示系统复位时进入的状态，