[发明专利]一种嵌入式软件定时器管理方法及系统

说明书

本发明公开了一种嵌入式软件定时器管理方法及系统，软件定时器管理的设计基于静态数组法，使用一个定时器节点数组来保存所有的定时请求，每一个定时器节点都有一个状态项，表示该定时器正处于空闲、使用或溢出状态。定时器的定时值和定时器超时后要发送的消息也存储在定时器节点中，从而实现用一个硬件定时器为用户提供多个软件定时器，本申请以单个硬件定时器作为所有软件定时器的定时基准，硬件定时器以固定的时间间隔触发中断，中断触发时间恒定不变，不会因更新中断触发时间造成累积误差。

技术领域

本发明涉及嵌入式技术领域，具体的说,是涉及一种嵌入式软件定时器管理方法及系统。

背景技术

在嵌入式软件的设计中，时间是一个很重要的参数，很多控制逻辑和协议都有时间约束，定时是实现这些控制逻辑和协议的关键手段。在嵌入式系统中，一般而言，硬件定时器的数量少于定时应用的数量，不可能为每一个定时应用单独分配一个硬件定时器。在这种情况下，设计一种软件定时器，使用单个硬件定时器模拟多个软件定时器，来满足应用中的定时需要，成为一种比较通用的做法。

中国发明专利：一种硬件定时器的管理方法(申请号：201410058072.1)，提出了一种基于单个硬件定时器实现多个定时应用的方法，根据定时值从小到大的顺序维护定时项链表，每次加入一个新的定时项，都需要更新链表，而且需要在硬件定时器中断处理程序中不断更新硬件定时周期设置，这种方式不仅需要考虑中断处理程序执行时间对各个定时项的影响，而且很难处理加入一个定时值小于硬件定时器当前定时周期的定时项的情形。

中国发明专利：嵌入式系统软件扩展定时器的方法(申请号：201410645245.X)，定义了全局软件定时器数组，当任务需要开启软件定时器时，根据任务定时时间、硬件定时器精度计算定时值，在硬件定时器中断处理函数中对定时值减一，定时值为零时执行定时应用。这种方法不仅没有描述软件定时器的数据结构，而且只是针对单次定时，没有考虑多次定时和循环定时，而且，在硬件定时器中断处理函数中对全局软件定时器数组进行操作容易引起中断处理程序执行时间过长，导致中断嵌套，引发堆栈溢出等问题。

中国发明专利：用于操作系统中的定时器管理装置和管理方法(申请号：201010177499.5)，提出了一种采用单个定时器管理进程取代多个定时任务进程的方式，解决了多个定时进程消耗内存资源的问题。该专利根据定时触发的次序和定时时间的大小维护激活定时器链表和暂停定时器链表，管理方法复杂，链表以指针形式动态分配软件定时器节点的内存，在功能安全上不如静态分配。每次加入一个新的定时器时，需要更新硬件定时器的中断触发时间，会造成激活定时器的计时时间误差，多次更新会造成相当可观的累积误差，同时，该专利也没有考虑多次定时。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种嵌入式软件定时器管理方法及系统，根据定时应用的特点及分类，以结构体的形式设计一种涵盖单次定时、多次定时和循环定时三种类型定时的软件定时器节点的数据结构，使用一个静态分配的软件定时器节点数组来定义所有的定时任务。以单个硬件定时器作为所有软件定时器节点的定时基准，硬件定时器以固定的时间间隔触发中断，触发MCU执行硬件定时器中断服务程序。软件定时器管理程序在主循环体中运行，完成对各个软件定时器节点的处理。同时，提供了一系列API，通过调用这些API，可以启动、停止或重启单次定时、多次定时和循环定时。

硬件定时器中断服务程序以固定的时间间隔周期执行，软件定时器管理程序在主循环体中循环执行，API可以在系统的任何位置自由调用。软件定时器管理程序处理系统中所有软件定时器节点，软件定时器节点处理程序是使单个软件定时器完成定时任务的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种嵌入式软件定时器管理方法，包括如下步骤：

以静态分配方法为系统所有软件定时器节点分配相应的存储区域，定义软件定时器的被处理顺序；