实时嵌入式系统软件的设计和实现机制

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1、第32卷第5期　　　　华　中　科　技　大　学　学　报(自然科学版)Vol.32No.52004年　5月　　　J.HuazhongUniv.ofSci.&Tech.(NatureScienceEdition)May2004实时嵌入式系统软件的设计和实现机制胡修林　于　峰(华中科技大学电子与信息工程系,湖北武汉430074)摘要:论述了实时嵌入式系统中有关实时性的几个基本概念,分析了中断嵌套和任务调度的工作原理,在此基础上提出了改善实时性能的设计和实现方法.这些方法在双星定位系统用户机软件设计和实现中得到充分利用,大大提高了系统的实时性能.用户机嵌入式操作系统平台为DeltaOS.关　键　词:实时

2、嵌入式系统;中断嵌套;任务调度中图分类号:TP316.2　　文献标识码:A　　文章编号:167124512(2004)0520053203Designofreal2timeandembeddedsystemsoftwareanditsrealizationHuXiulinYuFengAbstract:Thispaperintroducedtheconceptsbasedonreal2timecapability,theprincipleofinterruptnest2ingandtaskscheduling,andpresenteddesignandrealizationmethodstoim

3、provereal2timecapability.Thesemethodswereusedfortwin2starpositionsysteminRTOSofDeltaOS.Keywords:real2timeandembeddedsystem;interruptnesting;taskschedulingHuXiulinProf.;Dept.ofElectronics&InformationEng.,HuazhongUniv.ofSci.&Tech.,Wuhan430074,China.设置优先级大小,在低优先级中断处理过程会被1　实时性设计和实现的主要方法高优先级中断打断.优先级大小的设置

4、没有一个固定顺序,完全视实际系统的具体情况而定,原则1.1　实时嵌入式操作系统的选择是尽量避免中断冲突引起的数据丢失以及保证重[2]对于双星定位系统终端用户机,在信息处理要外部事件优先处理.部分要对接收到的出站信息进行实时处理,并且如图1(a)所示情况,在优先级高的中断服务对处理时间有严格的限制,如果在一帧的时间内程序运行过程中,有一个优先级比较低的硬件中不能完成相应的操作,将会影响到下一帧的处理.断到来.这时候先给这个新来的硬件中断置中断因此信息处理部分的软件平台,必须是一个强实标志,高优先级中断服务程序继续运行.直到运行时系统,同时也是硬实时系统.本研究选择的是国结束退出中断服务程序,查找

5、到有硬件中断标志,内的DeltaOS.才去运行低优先级中断服务程序.1.2　硬件中断管理机制实时嵌入式系统必须快速响应外部产生的中断,完成与外部环境的实时交互.DeltaCORE向ISRs提供了一些系统调用,以便ISRs能够使用内核的部分功能.为了提高系统实时性能,关中断时间应该尽可能小,ISRs只完成一些必要的操图1　硬件中断嵌套情况示意图作:输入、输出数据或将控制信息传递给任务,对如图1(b)所示情况,在低优先级的中断服务[1]中断的进一步处理通过任务来完成.程序运行过程中,有一个优先级比较高的硬件中考虑到中断嵌套的问题,每个硬件中断都要断到来.这时候内核马上保护现场,程序跳转到高收稿日期

6、:2003210214.作者简介:胡修林(19452),男,教授;武汉,华中科技大学电子与信息工程系(430074).E2mail:Hxlin@public.wh.hb.cn©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.　　　　　　　　　　　　　　华　中　科　技　大　学　学　报54(自然科学版)　　　　　　　　　　　第32卷[3]优先级的中断服务程序去运行.直到运行结束退则.出中断服务程序,才在恢复现场的时候去继续运任务的划分决定了任务的最终数目.一般将行低优先级的中断服务程序.这两种情况需要低任务级划分在功能模块

7、上一层,由任务调用相应优先级中断要读写或处理的数据,有效等待时间的功能函数模块实现具体的功能,由任务的切换足够长,否则容易丢失或来不及处理.和函数的调用来完成程序的流程.如图1(c)所示情况,同一低优先级的硬件中2双星定位系统用户机软件的典型断在高优先级中断服务程序运行期间多次到来.设计和实现这样导致的一个结果是,高优先级中断服务程序运行结束后,继续响应的是最新到来的低优先级　　本系统前端与基带部