電子發燒友App
摘要：本文介紹一種方法，在8位MCU上進行任務切換，代碼編譯后大約100字節,可以代替原來的前后臺系統。
關鍵詞：多任務，線程，就緒，調度
引言
因為資源和成本的原因，前后臺系統是8位MCU上的主流，本文介紹的方法可以在8位MCU上進行任務切換，代碼編譯后大約100字節，這100字節也會從原來純前后臺系統改到這種框架下節約的代碼來補償，也就是說，提高了性能，而沒有增加代碼長度，同時也不需要改變原來的編程方式，只是對原有的函數進行調度。可以在1K? ROM,64BYTE的RAM上運行。???
一、調度原理：
? ?1、 用一個字節變量的每一位代表一個任務是否就緒，1為就緒，0為休眠。
2、 這個字節從高位到低位代表的任務，優先級也從高到低。
3、 通過查表從就緒的任務中找出最高優先級的任務并執行，同時清就緒標志。
|
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
?位：7&? 6&?? 5&?? 4&?? 3&? ?2&?? 1&?? 0?
? 任務號：8&? 7&?? 6&?? 5&?? 4&?? 3&?? 2&?? 1 &???
?上表表示有兩任務：任務8和任務6 就緒。
?因為8位優先級高，我們來查表：
PRIORITY_TABLE[]= {0, 1, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4};&???
ready = ActObjReadySet;// 10100000
??? if (ready != 0) {
? if ((ready & 0xF0) != 0U) {&???
? prionum = PRIORITY_TABLE[ready >> 4] + 4;
?? }else{
?prionum = PRIORITY_TABLE[ready];
? }
??}
?查表結果為4 ，4+4= 8
計算結果為8,所以優先級為8的任務先執行，并清就緒位，完成后再次計算結果為6，優先級為6的任務再執行。??
? 二、任務就緒方法
任務就緒是一個宏，寫成宏是因為在某一些MCU的編譯器中規定不能在中斷中調用函數。
? #define? ActObjSet(prio)? (ActObjReadySet |= (1<<(prio-1)))? //置就緒標志
? 比如在定時器中讓優先級為5的任務就緒：
?? ActObjSet(5);
??? 實際操作為：ActObjReadySet |=0x10; (編譯成匯編代碼只一條指令)
?? 把就緒表的第4位置1。
? 三、任務運行方法
? 任務運行方法有兩種，一種是switch 一種是函數指針。
?? 因為有些8位機的C編譯器不支持函數指針，所以本文只介紹switch方式。（注：作者在ARM的多線程框中用的是函數指針）。
??在調度原理中我們計算出了優先級號碼prionum
?switch(prionum){
? case 0:
??? break;
??? case 8://最高優先級
?? //任務8的函數放在這里
??? break;
?? case 7:
?//任務7的函數放在這里
? break;
????… … &&?
? 四、任務就緒表上電初始化：
?ActObjReadySet = 0; 在調度前把就緒表清0就可以了。
? 五、完整的任務調度函數：
void ActObjScheduler(void)
{
??? INT8U prionum,ready;
?? prionum = 0;
? ready = ActObjReadySet;
??? if (ready != 0) {
??? if ((ready & 0xF0) != 0U) {//找出就緒表的最高優先級的任務&???
??? prionum = PRIORITY_TABLE[ready >> 4] + 4;
? }else{
? prionum = PRIORITY_TABLE[ready];
??? }
? ready = READY_CLR_AND[prionum];
?? OS_ENTER_CRITICAL();//關中斷
?? ActObjReadySet &= ready;//清就緒位
?? OS_EXIT_CRITICAL();//開中斷
? switch(prionum){
??? case 0:??
?break;
? case 8://最高優先級
??? //任務8
??? break;
??? case 7:
?? //任務7
??? break;
?? ……
?? case 2:
? //任務2?
??? break;
? case 1:
??? //任務1
???break;
???}
??? ?}
}
六、程序編寫方法
1、主函數
void main(void)
{
??? InitialMCU();
??? ActObjReadySet = 0;
??? while(1){
????ActObjScheduler();
??? }
}
2、中斷函數
void ISR_Timer(void)
{
??? TmrCtr ++;
??? if(TmrCtr > 5){//40ms
????? TmrCtr = 0;
?? ActObjSet(8); //讓定時執行的任務就緒
??? }
}
void ISR_AD(void)
{
?? _adf??? = 0;
?? ADValue = _adrh;
?ActObjSet(3);//讓計算任務就緒
}
3、任務函數
?和其它函數沒有區別
?void AlarmOut()
{
??? if(AlarmOutctr > 0){
??? AlarmOutctr --;
? PFD_OUT = !PFD_OUT;
?? TmrStart(4,15);//1s
??? }else{
?? ConctrolStat = END_STAT;
??? PFD_OUT = 0;
??? }??
}
七、使用任務調度的優勢
1、多個線程同時就緒時，高優先級先執行。
2、高優先級線程，最長等待時間是上一個正執行線程的完成時間
? 3、因為主循環時間最長時是最長線程的執行時間，所以有些中斷中執行的代碼可以移到任務中。
? 4、可以減少條件語句。
? 5、使軟件結構更合理，清晰。???
八、結語：
?? 本文介紹的方法在HOLTEK系列8位MCU和NXP的LPC900中有數十個項目的應用。并且在這基礎上把switch改為函數指針，加上事件隊列和事件延遲后，在LPC2000的ARM上成功應用。
工商網監
評論