《嵌入式软件的时间分析》-第三章分享:多任务中需要注意的一些问题分享

qinyunti

《嵌入式软件的时间分析》-第三章分享:多任务中需要注意的一些问题分享 [复制链接]

本章介绍了操作系统相关概念。

 

这里个人澄清一个事实，就是很多人把RTOS看作是微内核，这是错误的概念。

微内核和宏内核不是指的操作系统的规模的”微”还是”宏”,指的是其内核实现架构方式的区别，

如果把文件系统等组件也集成到内核中则属于宏架构，如果内核仅仅是实现内核调度等基本功能，其他的文件系统功能等在内核以外实现则属于微内核。

RTOS是把所有的组件和内核一起构建的，所以RTOS属于宏内核。

 

本章首先介绍了无操作系统的程序架构，属于前后台架构，程序主循环执行，中断可以打断主循环执行其他操作。

也可以完全不采用中断，使用轮询查询模式，上述架构优点是结构简单，缺点是不适合扩展和大规模业务。

 

然后介绍了OSEK/VDX 汽车电子开放系统及接口标准化委员会/法国汽车分布式执行标准委员会，即ISO17356-3：2005标准。

介绍了任务，中断，ErrorHook，调度策略等概念。

 

这里提一下RTOS的调度实现一般基于优先级调度，同优先级基于FIFO(uCOSII的查找最高优先级任务算法，FIFO实现等可以参考本人公众号系列文章分享:嵌入式Lee)，

即按照就绪先后排队， 同时会实现时间片轮转，即同优先级任务可以指定每个任务轮流执行的时间片数，这里顺便提一下FreeRTOS的时间片每个任务都是固定为1，

而uCOSOIII每个任务可以指定时间片大小，相对更灵活。

 

然后介绍了多任务，介绍了堆栈消耗，数据一致性问题。

这两个问题是需要重点关注的，这里简单提一下，堆栈主要关注其消耗量避免溢出，实现方法是先初始化堆栈为固定内容比如0xA5这些值，

运行时检查剩余多少内容依然是0xA5就知道堆栈剩余多少未使用(可以参考本人公众号系列文章分享:嵌入式Lee)。

当然还可以使用MPU(ARM)，PMP(RISC-V),Fireware等硬件技术对栈溢出进行检测（可以参考本人公众号系列文章分享:嵌入式Lee）。

 

数据一致性也是需要重点考虑的，多任务里最容易出的问题就是这类，比如资源共享需要考虑临界段处理，

举个简单的例子，freertos的heap实现malloc和free是通过关任务调度实现临界段保护的，所以其接口只能在任务中调用，

如果在中断中调用就可能抢占正在执行的malloc和free接口，导致堆的链表结构被破坏(某个malloc和free接口正在执行，另外一个maloc或者free在中断中抢占执行，链表操作非原子，导致破坏链表的结构)。

 

最后介绍了Posix，介绍了进程，线程的概念，状态图，调度策略。这里提一下RT_Thread参考Linux的风格进行设计是不错的选择，且有Posix兼容层，使用起来比较方便，当然其他RTOS也可以实现类似的Posix兼容层，这也是可移植性的一个考虑，在自己的项目中可以考虑实现。

zstljh

介绍了时钟方面的问题，有收货！