实时多任务应用最坏情况设计的研究3-中国科技论文在线.PDF

　　第 26 卷　第 1 期 　　　电 子 科 技 大 学 学 报 　V o l. 26　N o. 1 　　1997 年 2 月 　　　　　　　　　Journal　of　U EST 　of　Ch ina　　　　　　　　 　Feb. 1997 实时多任务应用最坏情况设计的研究 罗　蕾 　　熊光泽 ( 电子科技大学微机所　成都　610054) 【摘要】　论述了实时应用软件从循环轮询系统, 前后台系统到实时多任务系统的发展及实时多任 务系统的特点; 分析了实时操作系统所提供的典型性能指标、任务切换时间、中断延迟时间; 研究了其性 能指标与实时多任务应用的最坏情况设计的关系, 最后提出实时操作系统应该提供的性能指标供应用 设计。 关　键　词　实时应用; 　实时多任务系统; 　实时操作系统; 　实时性能 中图分类号　T P 311 　　随着社会的高速发展, 实时系统日趋复杂, 实时应用软件的结构已从早期的循环轮询系统 ( ) ( ) ( ) Po lling L oop 、事件驱动的前后系统 Fo reground Background 又叫中断驱动系统 , 发展成已 被许多复杂系统采用的实时多任务系统( ) [1 ]。实时多任务系统也是事件驱动的系统, M u ltitask ing 它是在前后台基础上发展起来的, 当采用中断处理程序加一个后台任务技术难以完成时, 或存在一 些互不相关的过程需要在一个计算机中同时处理时, 就需要多任务的支持。实时多任务系统对于降 低系统的复杂性, 保证系统的实时性, 保证系统的可维护性是必不可少的。实时多任务系统的实现 需要在实时操作系统(R TO S) 的支持下完成, R TO S 具有一个完成任务切换、任务调度、任务间通 信、同步、互斥、实时时钟管理、中断管理的实时内核。实时多任务系统实际上是由多个任务、多个中 断处理过程、 组成的有机的整体, 在 的统一管理下协调工作。 R TO S R TO S 实时系统强调的是实时性, 即快而确定, 这就要求实时软件对外部事件作出反应的时间必须要 快, 在某些情况下还需要是确定的、可重复实现的, 不管当时系统内部状态如何、负载多少, 都是可 预测的。许多强实时系统通常是无人操作的, 例如一个监视敌人导弹到来的空中防卫系统, 由于该 项应用的特性, 假设时间限制是要在检测到敌人导弹到来的 15 s 内击毁该导弹。如果系统不能在 [2 ] 规定的时间限制 15 s 内完成击毁导弹的任务, 可以想象后果将会怎样 。因此, 实时多任务应用系 统的设计就必须考虑最坏情况的时间需要, 只有最坏情况的时间需要满足系统的要求, 实时系统才 是可靠的。 目前, 多数R TO S 只用任务切换时间或上下文切换时间和中断延迟时间来刻画R TO S 的性 能。 1　任务切换时间 任务切换时间是指将当前运行任务的状态保存到该任务的控制块中, 再将要运行的任务的状 [3 ] 态从控制块中恢复的时间 。 从定义上可以看出, 任务切换时间实际上是没有多大意义的。因为它并不包括R TO S 决定调 1995 年 11 月 2 日收稿 　 国家“八五”重点科研项目 女　29 岁　硕士　副教授 转载 中国科技论文在线