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μC/OS-III相比于μC/OS-II做了很多的改進，是一款全新的內核，在效率方面有了很大提升，并且支持任務的時間片輪轉調度，摒棄了一些不必要的內容，如消息郵箱，對于熟悉μC/OS-II的工程師來說，上手μC/OS-III還是比較容易的，先來了解一下μC/OS-III做了哪些具體的改進。 一、時鐘節(jié)拍的改進 在RTOS中,任務可通過調用延時函數(如OSTimeDly( )函數)將自己延時掛起一段時間，任務在延時的過程中會釋放CPU,延時的任務不占用寶貴的CPU資源,而是由時鐘節(jié)拍服務統(tǒng)一管理，時鐘節(jié)拍服務是一個周期性運行的任務，由周期的時鐘節(jié)拍中斷觸發(fā),而時鐘節(jié)拍中斷可由硬件定時器產生，以此來分擔CPU的工作量。 在μC/OS-II中，時鐘節(jié)拍服務是在時鐘節(jié)拍中斷服務程序中完成的，每次時鐘節(jié)拍服務都會遍歷整個任務鏈表，依次處理每個任務，如果該任務的延時計數為0，則跳過該任務，如果計數非0，則進行減1操作，并判斷減1后是否為0，為0則表明延時時間已到，使相關任務進入就緒態(tài)。如果系統(tǒng)的任務數目較多的話，時鐘節(jié)拍服務遍歷整個任務鏈表的時間較長，而且該服務函數在中斷中被調用，因此也會導致中斷執(zhí)行的時間過長，不符合實時操作系統(tǒng)的設計理念。 在μC/OS-III中，周期性的硬件定時器通過中斷觸發(fā)中斷服務函數，在中斷服務函數中調用時鐘節(jié)拍服務函數，但是該時鐘節(jié)拍服務函數不需要遍歷整個任務鏈表，只是發(fā)送一個信號量，即可結束中斷，時鐘節(jié)拍任務接收該信號量，恢復運行，處理延時函數，為了提高時鐘節(jié)拍的處理速度，還采用了哈希散列表機制來管理任務，使得查找速度更加高效合理。 二、任務調度的改進 在μC/OS-II中，任務調度是完全基于優(yōu)先級的，每個任務都有不同的優(yōu)先級，不允許2個任務具有相同的優(yōu)先級，并且支持的任務數量是有限制的。 在μC/OS-III中，可以支持任意數目的任務和優(yōu)先級，用戶根據實際情況來定，當然在實時操作系統(tǒng)中，要盡可能的精簡任務數目，在μC/OS-III中，增加了任務的時間片輪轉調度算法，也就是說不同的任務允許具有相同的優(yōu)先級，因此，任務的數量就可以不受優(yōu)先級數量的限制了，每一個優(yōu)先級的任務數量可以有多個，同一優(yōu)先級的任務根據實際需要分配執(zhí)行時間，時間到時釋放CPU，使得其它任務得以執(zhí)行，如此循環(huán)往復。除此之外，還對任務優(yōu)先級查找算法進行了改進，在此不再詳述。 三、信號量的改進 在多任務實時操作系統(tǒng)中，信號量是最基本最常用的機制，用來實現任務之間的通信和同步、任務和中斷之間的通信和同步以及對共享資源的訪問，在μC/OS-II中，提供了基本的信號量創(chuàng)建、等待和釋放等操作。 在μC/OS-III中，對信號量的使用增加了一些可選參數，如非阻塞等待、釋放但不進行任務調度等操作，具有較高的靈活性。更為方便和重要的是，在μC/OS-III中增加了任務內嵌的信號量，用戶無需創(chuàng)建信號量便可和其它任務通信，使用起來比普通信號量更加簡單高效。比如兩個任務之間的數據傳送很明確，任務A接收數據完成后，只有任務B來執(zhí)行數據的處理，也就是說只有一個任務等待任務A的信號量，而且任務A知道要將信號量發(fā)送給哪個任務，便可以使用內嵌信號量來進行通信和同步。 四、小結 以上僅列舉了幾點在μC/OS-III中比較重要的改進，μC/OS-III實時內核無論在效率、穩(wěn)定性、用戶使用靈活性方面都做了重要的改進，是一款全新的實時內核，詳見書籍《嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-III》。 |
