基于μC/OS任务调度算法的嵌入式数据管理

 

　　本文提出了一种利用μC/OS任务调度算法实现的数据管理方法，该方法无需嵌入式操作系统的支持，可应用于低端的嵌入式系统中，而且可以有效克服低端嵌入式应用中传统数据管理方法的缺陷。

　　1 μC/OS任务调度算法

　　μC/OS是一种占先式的多任务嵌入式操作系统，它可以管理多达64个任务。μC/OS中，每个任务的优先级不一样且是唯一的，优先级最高的任务一旦准备就绪，则拥有CPU所有权并开始投入运行。所以，μC/OS的任务调度算法的基本思想就是，查找当前准备就绪的最高优先级的任务，并进行任务切换。实现上述任务调度算法主要包含两个步骤：确定目前哪几个任务处于就绪态，确定目前处于就绪态的任务中哪个优先级最高。为此，μC/OS提供了两个全局变量OSRdyTbl[]和OSRdyGrp。OSRdyTbl[]数组是任务就绪表，包含 8个字节(共64位)，相当于把64个任务分为8组，每组8个任务，这64位数据的0、1状态分别代表64个任务是否处于就绪态(0代表空闲，1代表就绪);OSRdyGrp为1个字节数据(8位)，每一位的0、1状态分别代表OSRdyTbl[]数组的相应字节是否非零(即该组中是否有任务处于就绪态)。通过这两个全局变量的赋值就可实现任务就绪态与空闲态的切换，这是μC/OS实现任务调度的基础。

　　1.1 使任务进入就绪态

　　μC/OS通过OSRdyTbl[]和OSRdyGrp某位置“1”，使相应任务进入就绪态，如图1所示。

　　

 

　　图1 任务就绪表

　　假设优先级为12的任务进入就绪状态，12 = 1100b,则OSRdyTbl[1]的第4位置1，且OSRdyGrp的第1位置1(代表第1组有任务处于就绪态)，相应的数学表达式为：

　　OSRdyGrp|=0x02;

　　OSRdyTbl[1]|=0x10;

　　则μC/OS在执行任务调度时，通过OSRdyGrp的值即可判断出第1组任务中有任务处于就绪态，然后再通过OSRdyTbl[]数组的第1个字节即可判断出此时优先级为12的任务处于就绪态，则可做任务切换。

　　从上面的计算可以得到：若OSRdyGrp及OSRdyTbl[]的第n位置1，则应该把OSRdyGrp及OSRdyTbl[]的值与2n相或。为了计算方便，μC/OS中把2n的8个值(n=0~7)先计算好，存在数组OSMapTbl[]中，即：

　　OSMapTbl[0]=20=0x01(0000 0001)

　　OSMapTbl[1]=21=0x02(0000 0010)

　　……

　　OSMapTbl[7] = 27=0x80(1000 0000)

　　μC/OS中，优先级数分解为高3位和低3位，高3位代表任务组号，低3位代表任务在所在组中的位置。则任意优先级为prio的任务进入就绪态只需执行以下程序：

　　OSRdyGrp|=OSMapTbl[prio 》 3];

　　OSRdyTbl[prio》3]|=OSMapTbl[prio & 0x07];