[发明专利]一种OSEK操作系统内核动态过程静态化方法

说明书

技术领域

本发明属于设备控制领域，涉及一种任务优先级处理方法，尤其涉及一种汽车电子OSEK操作系统内核动态过程静态化方法。

背景技术

操作系统能够根据用户的实际需求提供丰富的控制策略。操作系统各个任务之间，既保持了相对的独立性，又保证了系统的可靠性，并且能通过特别的调度策略保证系统具有较高的实时性。所以在复杂的、实时性要求高的环境中，RTOS（实时操作系统）得到了广泛的应用。为了满足日益庞大且复杂的汽车电子控制软件的开发需要，实现应用软件的可移植性和不同厂商控制模块间的兼容性，1993年德国汽车工业界联合推出了汽车电子的开放式系统及接口－OSEK/VDX(Open Systems and the Corresponding Interfaces For Automotive Electronics)规范，旨在为汽车上的分布的控制单元提供一个开放结构的工业标准，本质上说，这也是汽车电子行业各个产业链利益协调的结果。OSEK规范从实时操作系统（Real-Time Operating System,RTOS）、软件接口、通讯和网络管理等方面对汽车的电子控制软件开发平台作了较为全面的定义与规定。满足该规范的实时操作系统我们可以统称为OSEK操作系统。

汽车电子行业引入操作系统的目的在于为汽车电子类嵌入式开发提供通用的运行环境。在汽车电子操作系统遵循的行业规范——OSEK规范中，对任务、事件、资源、计数器、中断等OS对象的管理进行了明确的说明，还制定了标准的API接口和参数类型。而一个完全符合该规范的操作系统，必然能够提高整个汽车电子基础软件平台的标准化程度，从而增强其应用系统的可移植性、减少后期维护和扩展的开销。

为了满足汽车电子领域广泛的应用需求，OSEK操作系统内核需要根据需求进行裁剪（如分为不同的符合类），再确定内核的抢占机制。OSEK操作系统需要具备这种灵活多变的内核架构，从而增强可适性和可移植性，真正达到服务需求的目的。要做到这点，必须对应用需求进行解析，抽象，使得成为内核裁剪的依据。

作为基本的操作系统对象，OSEK操作系统的任务管理单元需要为用户模块化的功能需求提供丰富的解决方案。操作系统要根据需求的逻辑特性，选择不同的任务来实现，而内核通过结合资源和事件，对任务进行激活、抢占、终止等操作，完成任务状态管理、任务转换以及任务间的互操作和同步。尤为重要的是OSEK操作系统的任务是静态设计的，所以这种策略会减少系统中不必要的耦合度，提高系统的安全性。另外，在应用OSEK操作系统时，必须借助汽车电子行业优秀的开发工具（如Matlab等）使其真正做到任务配置的最优化。

在汽车电子领域会存在大量线程同步和互斥的需求，这是任务互操作的两类表现形式。OSEK操作系统的事件和资源为应用的任务同步，资源共享与互斥提供了有效的管理机制。这里事件具有丰富的内容，如是否接收某一个信息；一个超时信号；或有效资源的占有权等。同样，资源可以是实际的硬件设备，也可以是某一段程序，或者是具体的存贮空间。这些选择和机制为控制系统流程的优化带来了不小的启示。

为了应对汽车电子周期性的功能需求，OSEK操作系统提供了基于定时器和告警的服务。这里定时器可以由一个全局的时钟源引出，形成一个软件的定时器，而告警则基于该定时器延伸出不同的行为。通过设置定时器的计数频率，告警器会触发不同类型的服务，如激活任务、设置某一个事件，或者直接调用一个由用户维护的回调函数。正是有了回调函数，OSEK操作系统大大的增强了用户的自定义行为，也为用户使用操作系统其他服务提供了更多的选择。

无论是前后台系统，还是OSEK操作系统，都必须对实时性高的中断进行处理。区别在于：OSEK系统将中断纳入到与任务、事件、资源相似的体系中进行管理。这种方式不仅继承了中断高实时性的优点，还充分将这种基于硬件的实时性扩展到任务和资源的体系中（如使用天花板优先级管理机制），使得任务优先级获得提升，从而增强了实时性。

在现有技术的传统内核中，对优先级的处理是实时并反复的，这种处理模式在应对强实时应用时就会暴露出有效负载低、系统实时性不强等弱点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种强化配置工具功能，使其能够最大程度简化OS内核动态运算过程，进而提高的内核实时性和可靠性的设计方法。

为达到上述目的，具体技术方案如下：

一种OSEK操作系统内核动态过程静态化方法，包括以下步骤：

步骤1，利用OSEK操作系统配置工具完成若干任务优先级值配置；