[发明专利]基于嵌入式系统的多任务管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是嵌入式系统的任务调度与管理方法，具体是一种利用时钟中断为基础的低复杂度的嵌入式系统的多任务管理方法。

背景技术

新世纪里，以计算机技术、通信技术和软件技术为核心的信息技术取得了迅猛的发展，各种装备与设备上广泛应用嵌入式计算与系统。嵌入式系统被描述为：“以应用为中心、软件硬件可裁剪的、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格综合性要求的专用计算机系统”，由嵌入式硬件和嵌入式软件两部分组成。硬件是支撑，软件是灵魂，几乎所有的嵌入式产品中都需要嵌入式软件来提供灵活多样、而且应用特制的功能。由于嵌入式系统应用广泛，嵌入式软件在整个软件产业中占据了重要地位，并受到世界各国的广泛关注；如今已成为信息产业中最为耀眼的“明星”之一。

现有的嵌入式系统软件以linux和wince为主，它们的特点是基本具备PC操作系统的所有功能，任务调度功能强大而完善，能够处理复杂的任务调度。但同时这类操作系统的运行消耗巨大，对于偏低端的嵌入式系统而言，此类系统本身就占用了巨大的系统资源。因而复杂度较低、能基本实现少量任务的实时调度以及系统资源消耗小的任务管理软件更加适合低端嵌入式系统。

发明内容

本发明针对以上分析，提供了一种基于时钟中断的嵌入式系统的多任务管理方法，本发明尽可能利用较少的系统资源完成任务的管理，以单任务的方式调度系统任务，并能够实时的完成任务处理。因而对于低端的嵌入式系统，本发明能够实时的处理任务的同时空余出较多系统资源，给资源消耗多的系统任务，进而实现由低端系统来处理复杂的任务。

本发明是通过以下技术方案实现的：

基于嵌入式系统的多任务管理方法，根据嵌入式系统任务处理的实时性要求以及处理任务所需时间，将系统任务分为不同的优先级任务进行处理，最高优先级任务为实时中断级任务，能够实时完成系统任务请求，所述最高优先级任务按照任务处理优先级的高低分为一般中断级任务及固定频率的时钟中断级任务，其中一般中断级任务在实时中断级直接处理；其中固定频率的时钟中断级任务产生系统时钟，基于此系统我们将一系列中断任务构成时钟中断任务链表，此中断任务链表为次高优先级任务或为时钟中断级的任务，按照任务处理优先级的高低该级任务又分为实时处理任务及延后调度处理任务：对于实时处理要求高、复杂度低的任务，我们将其作为实时处理任务，在所述时钟中断任务链表级直接处理，这属于实时中断级任务的处理；延后调度处理任务是处理实时要求低、复杂度高的任务，从时钟中断任务链表级调度到下级的任务查询链表级处理；

所述任务查询链表级任务为实时要求低的任务，按照任务处理优先级的高低又分为高优先级任务查询链表任务及低优先级任务查询链表任务，构成双查询链表任务；从所述时钟中断级中调度来的任务是任务查询链表中优先级最高的任务，以保证所述时钟中断级中即使是优先级最低的处理任务也能比任务查询链表级中的任务更优先处理。

所述高优先级任务查询链表的首个任务是从时钟中断级中调度来的待处理中断任务。

在处理上述双查询链表任务时，采取交叉循环的查询方式，每次处理完一个低优先级任务查询链表任务后，都会查询是否有高优先级任务查询链表任务等待处理，确保高优先级任务查询链表任务能够始终被优先查询和处理。并且同时提供任务加载与卸载的命令接口。

上述时钟中断任务链表的被执行过程是，在系统时钟的每个时刻检查是否有到时任务执行，当有任务需要执行时，区分是否紧急任务，紧急任务立即在所述时钟中断任务链表级直接处理，非紧急任务被调度到所述查询链表优先级中处理。

上述时钟中断级的任务为程序运行中添加的定时任务，所述任务查询链表级的任务为手动命令添加的应用任务。

所述时钟中断级任务或任务查询链表级任务都有相应的时间片设定，高优先级的任务实时性高，时间片小；当任务执行时间大于对应优先级所限定的时间片时都需要作善后处理，将剩余任务信息生成新的任务结构体，剩余中断任务添加到高优先级查询链表首任务除，剩余查询任务添加到相应级别的任务查询链表尾部，等待再次查询到此任务时执行。

上述技术方案中：

所述实时中断级，是指：硬件所规定的外部中断源所产生的外部中断，每个中断对应相应的中断处理程序。