嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的任務(wù)設(shè)計(jì)主要為任務(wù)函數(shù)的設(shè)計(jì)、任務(wù)優(yōu)先級(jí)的安排、任務(wù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，任務(wù)之間的同步與通信設(shè)計(jì)。

一．任務(wù)函數(shù)的設(shè)計(jì)

任務(wù)函數(shù)按任務(wù)結(jié)構(gòu)可分為單次執(zhí)行任務(wù)、周期執(zhí)行任務(wù)和事件觸發(fā)任務(wù)，各任務(wù)的主要差異點(diǎn)如下：

單次執(zhí)行任務(wù)：執(zhí)行完任務(wù)后進(jìn)入休眠狀態(tài)（一般是從任務(wù)調(diào)度中刪除自己）

周期執(zhí)行任務(wù)：執(zhí)行完任務(wù)后進(jìn)入等待狀態(tài)，等待時(shí)間為周期時(shí)間（當(dāng)執(zhí)行周期小于一個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍或者不是時(shí)鐘節(jié)拍的整數(shù)倍時(shí)，可設(shè)計(jì)為定時(shí)器中斷觸發(fā)任務(wù)）

事件觸發(fā)任務(wù)：等待事件觸發(fā)后再執(zhí)行任務(wù)

?

二．任務(wù)優(yōu)先級(jí)的安排

任務(wù)優(yōu)先級(jí)一般按以下順序由高到低安排：

中斷關(guān)聯(lián)性

緊迫性

關(guān)鍵性

周期性

快捷性

傳遞性

?

實(shí)際優(yōu)先級(jí)設(shè)計(jì)應(yīng)留有余地，以至于將來(lái)做功能擴(kuò)充時(shí)不必對(duì)原有優(yōu)先級(jí)做大幅度調(diào)整。考慮到優(yōu)先級(jí)繼承情況，不應(yīng)將任務(wù)的優(yōu)先級(jí)安排得太緊密。

?

三．任務(wù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

任務(wù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分為與操作系統(tǒng)有關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和與操作系統(tǒng)無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，與操作系統(tǒng)有關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可在操作系統(tǒng)配置中進(jìn)行裁剪，與操作系統(tǒng)無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要注意作用域（局部變量還是全局變量）

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四．任務(wù)之間的同步與通信

在操作系統(tǒng)的管理下，任務(wù)間不允許相互調(diào)用，需通過(guò)同步與通信機(jī)制來(lái)進(jìn)行協(xié)調(diào)，可參考多任務(wù)實(shí)時(shí)系統(tǒng)的同步與通信。具體可分為行為同步、資源同步和數(shù)據(jù)通信。

?

對(duì)于任務(wù)調(diào)用的公共函數(shù)，有二個(gè)處理方法：

①互斥調(diào)用：執(zhí)行時(shí)間短設(shè)置開(kāi)關(guān)中斷，執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng)則配置信號(hào)量

②可重入設(shè)計(jì)：不使用全局資源

?

1. 行為同步

①中斷與任務(wù)間的單向同步：通過(guò)信號(hào)量或消息郵箱同步

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②兩個(gè)任務(wù)間的單向同步：通過(guò)信號(hào)量同步，當(dāng)控制方優(yōu)先級(jí)高于被控制方優(yōu)先級(jí)時(shí)，控制方在發(fā)出信息后調(diào)用延時(shí)函數(shù)掛起自身，讓低優(yōu)先級(jí)的被控制任務(wù)得以盡快運(yùn)行

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③兩個(gè)任務(wù)間的雙向同步：設(shè)立交匯點(diǎn)，任務(wù)A在交匯點(diǎn)向B發(fā)送消息，并等待B回復(fù)；B到達(dá)交匯點(diǎn)后等待A發(fā)送消息，在收到消息后回復(fù)A。其執(zhí)行過(guò)程如下：

若任務(wù)A優(yōu)先級(jí)高于任務(wù)B，任務(wù)A先運(yùn)行，到達(dá)交匯點(diǎn)后發(fā)送消息給任務(wù)B，等待B回復(fù)；在A等待的時(shí)候，B進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，B到達(dá)交匯點(diǎn)后，收到A發(fā)送的消息，B給A回復(fù)消息；高優(yōu)先級(jí)任務(wù)A被激活，離開(kāi)交匯點(diǎn)，A被掛起后，B離開(kāi)交匯點(diǎn)。

若任務(wù)A優(yōu)先級(jí)低于任務(wù)B，任務(wù)B先運(yùn)行，到達(dá)交匯點(diǎn)后等待A發(fā)送的消息；在B等待的時(shí)候，A進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，A到達(dá)交匯點(diǎn)后，發(fā)送消息給任務(wù)B并等待B回復(fù)；B收到A的消息后給A回復(fù)，高優(yōu)先級(jí)任務(wù)B先離開(kāi)交匯點(diǎn)，B被掛起后，A收到回復(fù)離開(kāi)交匯點(diǎn)。

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④兩個(gè)以上任務(wù)同步一個(gè)任務(wù)：使用事件標(biāo)志組

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⑤多個(gè)任務(wù)相互同步：用一個(gè)初始值為0的全局變量作為簽到計(jì)數(shù)器，每個(gè)任務(wù)先從簽到計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值判斷是否是最后一個(gè)到達(dá)任務(wù)，如果是就清零簽到計(jì)數(shù)器并向其他任務(wù)發(fā)出同步信號(hào)，如果不是就通過(guò)將簽到計(jì)數(shù)器加1來(lái)進(jìn)行簽到，然后等待同步信號(hào)（掛起）

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2. 資源同步

①? 關(guān)中斷

②? 關(guān)調(diào)度

③? 互斥信號(hào)量

④? 計(jì)數(shù)信號(hào)量

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3. 數(shù)據(jù)通信

①? 全局變量：沒(méi)有行為同步，數(shù)據(jù)量小的情況下

②? 內(nèi)存數(shù)據(jù)塊：沒(méi)有行為同步，數(shù)據(jù)量大的情況下

③? 消息郵箱：有行為同步，通信雙方執(zhí)行頻度相同下適用；在發(fā)送消息方為中斷處理程序時(shí)，消息保存有全局變量、靜態(tài)局部變量和將消息內(nèi)容冒充指針發(fā)送的方法，后二種方法較優(yōu)

④? 消息隊(duì)列：適用于以下情況：消息雙方至少一方?jīng)]有穩(wěn)定的執(zhí)行周期；通信雙方執(zhí)行周期不同

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總結(jié)

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