基于實時操作系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度算法研究及硬件實現(xiàn).pdf

1、嵌入式實時操作系統(tǒng)是在嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其優(yōu)點是在原系統(tǒng)中加入了對響應(yīng)時間的要求。原因是，當(dāng)外界事件或數(shù)據(jù)產(chǎn)生時，實時系統(tǒng)不僅要求產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號或正確的結(jié)果，并且要求必須在規(guī)定的時間之內(nèi)。
　　目前，處理器往往依靠集成多個內(nèi)核來提升處理速度，而多個處理器協(xié)作執(zhí)行任務(wù)加大了操作系統(tǒng)的管理難度，對操作系統(tǒng)的要求也越來越高。然而，設(shè)計一款可同時運行多個不同種類的軟件或任務(wù)的操作系統(tǒng)是一項龐大的工程，不僅需要高度專業(yè)的軟件

2、開發(fā)團(tuán)隊協(xié)作，而且需要花費大量的資源和時間。因此，修改現(xiàn)有的操作系統(tǒng)，拓展其應(yīng)用范圍，使其能滿足特定需求不失為明智之舉。本文以嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-II為研究對象，針對μC/OS-II不支持同優(yōu)先級任務(wù)輪轉(zhuǎn)調(diào)度的問題，提出了二級混合任務(wù)調(diào)度策略，并在FPGA上實現(xiàn)了其部分硬件邏輯。
　　首先，在充分分析了經(jīng)典實時調(diào)度算法和μC/OS-II任務(wù)調(diào)度機(jī)制的基礎(chǔ)上，提出二級任務(wù)調(diào)度策略。其中，在第一級調(diào)度中，以任務(wù)優(yōu)先級高低作為

3、任務(wù)調(diào)度的標(biāo)準(zhǔn)，采用搶占式調(diào)度方式對具有不同優(yōu)先級的任務(wù)進(jìn)行調(diào)度；在第二級調(diào)度中，采用時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度方式，對具有相同優(yōu)先級的任務(wù)進(jìn)行公平的輪轉(zhuǎn)調(diào)度。
　　其次，為了實現(xiàn)二級調(diào)度，擴(kuò)充了μC/OS-II中的兩個重要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)任務(wù)控制塊和事件控制塊，添加了任務(wù)組管理模塊，并采用FPGA片內(nèi)的寄存器實現(xiàn)了等待任務(wù)列表和任務(wù)就緒表以及任務(wù)組列表。設(shè)計了任務(wù)管理的硬件模塊主要包括優(yōu)先級查找電路（第一級調(diào)度算法）和輪轉(zhuǎn)任務(wù)查找電路（第二級調(diào)度算