uC+OS+II中优先级翻转问题.doc

uCOSII中优先级翻转问题标签:uC/OS-II中优先级翻转问题引言:1uC/OS-II的运行机制在嵌入式系统的应用中,实时性是一个重要的指标,而优先级翻转是影响系统实时性的重要问题。本文着重分析优先级翻转问题的产生和影响,以及在uC/OS-II中的解决方案。uC/OS-II采用基于固定优先级的占先式调度方式,是一个实时。多任务的操作系统。系统中的每个任务具有一个任务控制快OS_TCB,任务控制块记录任务执行的环境,包括任务的优先级,任务的堆栈指针,任务的相关事件控制块指针等。内核将系统中处于就绪态的任务在就绪表(readylist)进行标注,通过就绪表中的两个变量OSRdyGrp和OSRdyTbl可快速查找系统中就绪的任务。在uC/OS-II中每个任务有唯一的优先级,因此任务的优先级也是任务的唯一编号(ID),可以作为任务的唯一标识。内核可用控制块优先级表OSTCBPrioTbl由任务的优先级查到任务控制块的地址。uC/OS-(readylist)和控制块优先级表OSTCBPrioTbl来进行任务调度的。任务调度程序OSSched()首先由就绪表(readylist)中找到当前系统中处于就绪态的优先级最高的任务,然后根据其优先级由控制块优先级表OSTCBPrioTbl取得相应任务控制块的地址,由OS_TASK_SW()程序进行运行环境的切换。将当前运行环境切换成该任务的运行环境,则该任务由就绪态转为运行态。当这个任务运行完毕或因其它原因挂起时,任务调度程序OSSched()再次到就绪表(readylist)中寻找当前系统中处于就绪态中优先级最高的任务,转而执行该任务,如此完成任务调度。若在任务运行时发生中断,则转向执行中断程序,执行完毕后不是简单的返回中断调用处,而是由OSIntExit()程序进行任务调度,执行当前系统中优先级最高的就绪态任务。当系统中所有任务都执行完毕时,任务调度程序OSSched()就不断执行优先级最低的空闲任务OSTaskIdle(),等待用户程序的运行。2uC/OS-II中的优先级翻转问题在uC/OS-II中,多个任务按照优先级高低由内核调度执行,而且任务调度所花的时间是常数,与应用程序中建立的任务数无关。对于占先式内核,任务的响应时间是确定的,而且是最优化的,占先式内核保证最高优先级的任务最先执行。任务的响应时间=寻找最高优先级任务的时间+任务切换时间在uC/OS-II中寻找进入就绪态的最高优先级任务是通过查就绪表实现的,这减少了所需时间。y=OSUnMapTbl[OSRdyGrp];x=OSUnMapTbl[OSRdyTbl[y]];prio=(y3)+x;任务切换是通过调用汇编函数OS_TASK_SW()来实现的,主要完成两个任务运行环境的保存和恢复。因此用户可以通过安排任务的优先级,保证系统的实时性。当涉及到共享资源的互斥访问时,多任务实时操作系统常常会出现优先级翻转问题(priorityinversion),II中也存在同不能保证高优先级任务的响应时间,影响系统的实时性,uC/OS-样问题。所谓优先级翻转问题(priorityinversion)即当一个高优先级任务通过信号量机制访问共享资源时,该信号量已被一低优先级任务占有,而这个低优先级任务在访问共享资源时可能又