[发明专利]嵌入式多核操作系统调度方法、调度装置、电子设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种嵌入式多核操作系统调度方法、调度装置、电子设备及存储介质，所述调度方法包括：通过定时器时钟中断触发周期任务调度，使得多任务的分时并行与多优先级管理的基本调度策略，通过外部中断触发实时抢占关键任务；提供对多个分区微内核分时调度的机制，并支持微内核内部基于优先级轮转任务调度机制。该方法既完成对时效性要求较高的系统任务调度，又完成多任务安全隔离并行的数据处理，并保证多任务的空间隔离，提高系统的安全可靠性。

技术领域

本技术面向嵌入式操作系统技术领域，特别涉及一种嵌入式多核操作系统调度方法、调度装置、电子设备及存储介质。

背景技术

随着嵌入式系统的性能、复杂性、可靠性不断提升，重量、体积、成本、功耗不断降低，嵌入式操作系统的功能也逐阶段地迭代演进，并分化出了嵌入式实时操作系统方向和分时分区操作系统两个方向。实时操作系统(RTOS)是指能在确定的时间内对外部事件做出响应并执行功能的一类操作系统。分区操作系统是提供了更为强大的隔离机制和安全的执行环境，允许一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响。1997年制定了综合化、模块化航空电子应用软件标准接口(ARINC 653)，提出了基于时空域的分区操作系统思想，并明确了应用软件和操作系统、操作系统和底层硬件的接口标准。

由于嵌入式系统的“硬件集成化”和“业务综合化”，使得系统的计算资源、内存资源、外设资源和通信资源等高频复用，对嵌入式系统的实时性、确定性、安全性和高效性提出了挑战，对综合化嵌入式多任务调度操作系统提出了更高要求。实时性是安全关键任务正确执行的基本要求，在功能项密集的综合电子系统中，特别是在多核并行和硬件资源共享背景下，需要解决如何确保安全关键任务的实时性。功能密集的综合电子系统集成的功能项越来越多，功能项之间的耦合程度越来越紧密，如何有效阻止故障在共享硬件资源的多个功能项之间传播是航天综合化操作系统引入分时分区的根本原因。ARINC 653确立了分时分区执行标准，但是其核心思想与实时性相背离，因此在其基础之上支持实时关键任务成为系统亟需解决的一个问题。

发明内容

为解决现有技术中不能实时响应与分区安全共存的问题，本发明提供了一种嵌入式多核操作系统调度方法、调度装置、电子设备及存储介质，是一种既支持实时关键任务，又支持分时分区的操作系统调度机制，是操作系统底层内核对任务调度的策略方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术手段：

一种嵌入式多核操作系统调度方法，包括：

主核通过定时器时钟中断触发周期任务调度，实现基于优先级抢占的多任务基本调度策略，并通过外部中断触发关键任务实时调度；

提供从核对多个分区微内核分时调度的机制，并支持微内核内部基于优先级轮转任务调度机制。

作为本发明的进一步改进，所述分时调度是由一级调度触发，调度规则为静态调度，分区调度顺序按照分区静态分配表顺序调度执行。

作为本发明的进一步改进，所述一级调度由时钟周期触发，触发期间分别完成：

(1)主核周期调度；

(2)分区静态表查询、调度；

(3)执行周期内的分区微内核触发任务调度。

作为本发明的进一步改进，所述分时调度的判断方法为：

一级调度周期运行中查询静态分区时间分配，满足调度时间要求时触发软件中断；

如不满足则退出一级调度等待下一个时钟周期；

如满足则触发软件中断并通知二级调度；二级分区调度启动从核分区调度。

一种嵌入式多核操作系统调度装置，包括：