关于uCOS-II中优先级翻转问题.pdf

EX PER IEN CE EX CHA N GE 经验交流 关于uC/OS-II中优先级翻转问题 ■ 山东大学 秦绍华 陈涤 1 uC/OS-II的运行机制 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 在嵌入式系统的应用中，实时性是一个重要的指 间是确定的，而且是最优化的，占先式内核保证最高优 标，而优先级翻转是影响系统实时性的重要问题。本文 先级的任务最先执行。 着重分析优先级翻转问题的产生和影响，以及在uC/OS- 任务的响应时间=寻找最高优先级任务的时间+任 II中的解决方案。 务切换时间 uC/OS-II采用基于固定优先级的占先式调度方式， 在uC/OS-II中寻找进入就绪态的最高优先级任务是 是一个实时、多任务的操作系统。系统中的每个任务具 通过查就绪表实现的，这减少了所需时间。 有一个任务控制快OS_TCB，任务控制块记录任务执行 y=OSUnMapTbl[OSRdyGrp]; 的环境，包括任务的优先级，任务的堆栈指针，任务的 x= OSUnMapTbl [OSRdyTbl[y]]; 相关事件控制块指针等。内核将系统中处于就绪态的任 prio=(y3)+x; 务在就绪表(ready list)进行标注，通过就绪表中的两个变 任务切换是通过调用汇编函数OS_TASK_SW()来实 量OSRdyGrp和OSRdyTbl[]可快速查找系统中就绪的任 现的，主要完成两个任务运行环境的保存和恢复。因此 务。在uC/OS-II中每个任务有唯一的优先级，因此任务 用户可以通过安排任务的优先级，保证系统的实时性。 的优先级也是任务的唯一编号(ID)，可以作为任务的唯 当涉及到共享资源的互斥访问时，多任务实时操作系 一标识。内核可用控制块优先级表OSTCBPrioTbl[]由任 统常常会出现优先级翻转问题(priorityinversion)，不能 务的优先级查到任务控制块的地址。uC/OS-II主要就是 保证高优先级任务的响应时间，影响系统的实时性， 利用任务控制快OS_TCB、就绪表(ready list)和控制块优 uC/OS-II中也存在同样问题。所谓优先级翻转问题 先级表OSTCBPrioTbl[]来进行任务调度的。任务调度程 (priorityinversion)即当一个高优先级任务通过信号量机 序OSSched()首先由就绪表(ready list)中找到当前系统中 制访问共享资源时，该信号量已被一低优先级任务占 处于就绪态的优先级最高的任务，然后根据其优先级由 有