原创 一种裸奔多任务模型

2008-12-20 18:42 2902 8 8 分类: MCU/ 嵌入式
stateMachine + timerTick + queue。

在RTOS环境下的多任务模型:
任务通常阻塞在一个OS调用上(比如从消息队列取数据)。
外部如果想让该任务运转,就要向消息队列发送消息。
任务收到消息时,根据当前状态,决定如何处理消息。这就是状态机。
任务将消息队列中的消息处理完毕后,重新进入阻塞状态。
任务在处理中,有时要延时一段时间,然后才继续工作:
    为了充分使用CPU,可以通过OS调用让其它任务去工作。
    OS通常会提供一个taskDelay调用。
    当任务调用taskDelay时,即进入阻塞状态,直到超时,才重新进入可工作状态(就绪状态)。

下面说说裸奔环境下的多任务模型:
裸奔也可以多任务,但调度是由用户自主控制
在RTOS环境下,一般提供抢占式调度。在裸奔时,一般是任务在处理告一段落后,主动结束处理。
RTOS环境下的任务,一般处于一个while(1)循环中。
    while(1){
        从消息队列接收消息。如果没有,将阻塞。
        处理消息。
        }
裸奔下的任务,一般采用查询方式:

    查询是否有待处理的事件。
    如果没有,返回。
    如果有,根据任务的当前状态,进行处理。处理完毕后,可能返回,也可能将待处理事件全部处理完毕后再返回。

裸奔任务其实也处于一个while(1)循环中,只不过这个循环在任务外部。
main()
{
    A_taskInit();        //任务的初始化
    B_taskInit();
    ...
    while(1){
        A_taskProc();    //任务的处理
        B_taskProc();
        }


状态机既适用于OS环境,也适用于裸奔环境。
但在裸奔环境下,状态可能被切分得更细。例如后面讲的如何在裸奔环境实现taskDelay()。

消息队列既适用于OS环境,也适用于裸奔环境。
在OS环境下,消息队列机制由OS提供。
在裸奔环境下,消息队列要自己来实现。如果对队列的概念不清楚,可参考《数据结构》教材。
这个队列机制,可做成通用模块,在不同的程序中复用。
消息队列用于缓冲事件。事件不知道什么时候会到来,也不能保证来了就能迅速得到处理。
    使用消息队列,可以保证每个事件都被处理到,以及处理顺序。
一般在两种情况下会用到消息队列:
    存储外部事件:外部事件由中断收集,然后存储到队列。
        串口接收程序中的接收循环缓冲区,可理解为消息队列。
    任务间通讯:一个任务给其它任务发送消息。

timerTick,就是系统中的时钟基准。OS中总是有一个这样的基准。
在裸奔时,我们要用一个定时器(或RTC或watchdog)来建立这个时间基准。
一个tick间隔可以设置为10ms(典型RTOS的缺省设置)。让定时器10ms中断一次,中断发生时给tickNum++。
    以前,我在定时器中断中设置1S标志、200ms标志等等。时间相关的任务根据这些标志判断是否要执行。
    近来,一般让任务直接去察看tickNum。两次相减来判断定时是否到达。
    也可以在系统中建立一个通用定时器任务,管理与不同任务相关的多个定时器;在定时到达时,由定时器任务去调用相应的callback。
系统时钟基准是所谓“零耗时裸奔”的基础。
timerTick的分辨率,决定了只适于于较大的时间延时。
    在做时序时的小延时,用传统方法好了。

OS中的taskDelay()在裸奔环境下的一种实现:
OS环境:
void xxxTask(void)
{

    while(1){
        //waitEvent

        //do step_1

        taskDelay(TIME_OUT_TICK_NUM);

        //do step_2
    }

裸奔环境:
void xxxTask(void)
{
    static unsigned int taskStat = STAT_GENERAL;    //任务状态变量
    static timer_t startTick;
    timer_t currTick;
   
    if (taskStat == STAT_GENERAL)
    {
        //check event

        //if no event
            return;

        //do step_1

        startTick = sysGetTick();    //sysGetTick()就是察看系统时间
        taskStat = STAT_WAIT;
        return;
    }
    else if (taskStat == STAT_WAIT)
    {
        currTick = sysGetTick();    //sysGetTick()就是察看系统时间
        if ((currTick - startTick) >= TIME_OUT_TICK_NUM)
        {
            //do step_2   

            taskStat = STAT_GENERAL;
            return;
        }
        else
            return;
    }

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