基于μC/OS-II的时间片调度法设计

文章摘要：…… #if OS_TASK_TIME_SLICE_EN>0/*条件编译，OS_TASK_TIME_SLICE_EN在os_cfg.h中定义，凡是涉及与时间片调度相关的代码都用条件编译。这样，可以通过更改配置文件很方便地选择任务调度法 */INT16UOSTCBTimeSlice;/*任务的时间片大小，在任务创建时被初始化，运行过程中保持不变*/ INT16UOSTCBCounter;/*任务运行剩余时间计数器，每一轮调度开始时该变量被赋值（等于OSTCBTimeSlice），运行过程中不断递减。当其等于0时任务被剥夺CPU使用权*/ #end

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      #if OS_TASK_TIME_SLICE_EN>0

　　/*条件编译，OS_TASK_TIME_SLICE_EN在os_cfg.h中定义，凡是涉及与时间片调度相关的代码都用条件编译。这样，可以通过更改配置文件很方便地选择任务调度法

      */INT16UOSTCBTimeSlice;

　　/*任务的时间片大小，在任务创建时被初始化，运行过程中保持不变*/

       INT16UOSTCBCounter;

　　/*任务运行剩余时间计数器，每一轮调度开始时该变量被赋值（等于OSTCBTimeSlice），运行过程中不断递减。当其等于0时任务被剥夺CPU使用权*/

       #endif

　　}

　　由于当前任务的时间片使用完时，该任务将被从就绪表OSRdyGrp以及OSRdyTbl[OS_RDY_TBL_SIZE]中清除；新一轮调度开始时它又必须被恢复，因此笔者在uCOS_II.h文件中增加以下变量（不妨把它们称为“时间片调度表”）分别用于保存OSRdyGrp和OSRdyTbl[OS_RDY_TBL_SIZE]。

　　OS_EXT INT8UOSTSSGrp;

　　OS_EXT INT8UOSTSSTbl[OS_RDY_TBL_SIZE];

　　另外，在uCOS_II.h文件中增加宏定义，用于表示任务时间片被用完这种状态：

　　#defineOS_STAT_TS_USEUP0x40

　2.2 相关函数的修改

　　对OS_TCBInit()、OSTimeTick()、OSTimeDly()、OS_EventTaskWait()、OS_EventTaskRdy()这5个函数的修改，是在μC/OSII基础上实现时间片调度法的关键。下面将一一对这几个函数的修改部分进行说明。

　　在初始化任务控制块的函数OS_TCBInit()中，笔者添加以下代码让新创建的任务处于时间片就绪表中，并根据任务优先级对任务的时间片大小进行初始化。

　　OSTimeTick()函数在每个时钟滴答被调用，在时间片调度过程中起到了递减时间片计数器的作用。当计数器为0时，进行任务切换或是重新给各个任务分配时间片并开始新一轮调度。

　　OSTimeDly()函数的作用是将任务延时一定的时间。这种情况下，应该把该任务从时间片调度表中清除。

　　当某个任务须等待一个事件的发生时，信号量、互斥型信号量、邮箱及消息队列会通过相应的PEND函数调用函数OS_EventTaskWait()，使当前任务从就绪任务表中脱离就绪态，此时还需把当前任务从时间片调度表中清除。笔者在OS_EventTaskWait()函数中添加了以下代码：

　　相应地，当某个事件发生了，信号量、互斥型信号量、邮箱及消息队列会通过相应的POST函数调用OS_EventTaskRdy()，从等待任务队列中使最高优先级任务脱离等待状态，此时还需要把该任务添加到时间片调度表中。笔者在OS_EventTaskRdy()函数中添加了以下代码：

　　OSTSSGrp |= bity;

　　OSTSSTbl[y] |= bitx;

　　3 应用实例

　　笔者首先把μC/OSII移植到开发板上（MCU是意法半导体生产的基于ARM7TDMI核的STR730[3]），然后如2小节所述对相关部分的源代码进行修改，接下来将优先级调度法和基于μC/OSII的时间片调度法进行比较。为此分别建立了2个任务Task_TimeConsuming()、Task_Audio()，任务的优先级分别是5、6。

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