用协处理器提高μCOSII的实时性.pdfVIP

用协处理器提高I乩C／OS一¨的实时性 ●清华大学 冯泽东 邵贝贝 HCSl2XXGATE 关键词 pC／OS—II 实时，巨协处理器 主CPU的2倍。主CPU初始化系统时可决定使用或禁 引 言 弘C／OS—II最多支持63个任务，并支持信号量、邮行，并通过双端口RAM与CPU交换数据，必要时向主 箱、消息队列等多种进程间通信机制；同时，用户可以根据 CPU发中断请求。 需求对内核中的功能模块进行裁剪。将#,C／OS—II应用 XGATE处理完所有的中断后进入休眠态，停止运 到嵌入式系统中，对于提高产品的质量、缩短开发周期和 行，直到下一次中断发生。XGATE比较适合响应的中断 降低成本都有重要的意义。 主要是加载频率高的中断，或不带通信缓冲区的I／0中 断，例如SCI发送或接收中断、PWM输出中断等。而对 为了保证系统的实时性，uC／OS—II采用查表策略， 使优先级最高的任务一旦进入就绪态就立刻可以运行。 于本身带发送、接收缓冲区的中断(如CAN中断、USB中 这种查表算法与应用系统的任务数目无关，执行时间是固 断等)，采用协处理器处理中断优势不明显。 定值，从而保证了系统的硬实时性。vC／OS—II实时内核 uC／OS—II的时钟节拍中断是一个频繁发生的中断， 中唯一一个执行时间受任务数目影响的函数是时钟节拍， 所以很适合采用XGATE来响应。以下重点介绍如何用 时钟节拍的中断服务子程序需要遍历所有使用延迟函数 XGATE协处理器响应．C／OS—II的时钟节拍中断。 的任务，故执行时间与任务数目有关，为非固定值。此外， 时钟节拍的频率也不能太高，否则会因为CPU频繁加载 中断服务子程序，导致加重了CPU负荷，影响．c／os—IIuC／OS—II的时钟节拍中断可以采用单片机的实时 中断(Real—Time 的实时性。 用定时器中的计数器来产生时钟节拍，原理相同，方法近 Freescale公司的16位HCSl2X(简称“S12X”)系列 似。使用XGATE来响应RTI中断，实现时钟节拍时， 单片机引入了一个协处理器，名为“XGATE”。与普通意 XGATE协处理器和主CPU的分工如表1所列。 义上的浮点协处理器不同，这个协处理器主要用来处理中 断。如果采用协处理器来处理pc／os—II时钟节拍的中 表1 XGATE与主OPU的分工7 断，那么主CPU无需频繁加载中断服务子程序，从而保证 XGATE协处理器 主CPU tic／OS—II内核的所有函数执行时间都为固定值。这样， 响应RTI中断，完成任务延时 运行任务 响应其他中断 任务调度 pc／os—II的实时性就得到了保证，还能以提高时钟节拍 中断频率的方法提高应用系统定时的精度。 XGATE负责响应RTI中断，实现时钟节拍，并完成 任务延时计数；在任务延时完成后，通知CPU进行任务调 ． 1 单片机中的协处理器 度。另外，XGATE还用来响应其他中断，在需要任务调 HCSl2X系列单片机中的XGATE协处理器是精简 度时通知CPU。主CP