UCOS-II嵌入式操作系统任务管理与调度解析

"WEST_PRIO (3) #define OS_MAX_TASKS (OS_LOWEST_PRIO - OS_LOWEST_PRIO + 1) 每个任务都有一个优先级，优先级数值越小，优先级越高。任务按照优先级进行调度，高优先级的任务在就绪状态时会抢占低优先级的任务执行。 7 任务控制块(TCB，Task Control Block) 每个任务在UC/OS-II中都有一个对应的任务控制块，它包含了任务的状态、优先级、堆栈指针、任务堆栈空间等信息。TCB是任务调度的基础，通过TCB，操作系统能够跟踪任务的状态并决定下一个要执行的任务。 8 调度表 UC/OS-II使用一个调度表来记录当前就绪的任务列表，每个元素代表一个就绪的任务，包含其优先级和任务控制块的指针。调度表的实现通常是通过链表或者数组来完成，这样可以快速地找到最高优先级的任务。 9 全局变量、链表和它们的关系 UC/OS-II中使用了一些全局变量来管理任务和中断，如任务状态标志、任务列表头、就绪任务链表等。这些变量和链表共同协作，确保了任务调度的正确性和效率。例如，任务链表用于保存所有任务的控制块，而就绪任务链表则记录了当前可执行的任务。 10 任务控制块的初始化 在创建任务时，UC/OS-II会分配一个任务控制块，并设置其初始状态、优先级、堆栈大小等。任务的堆栈通常在创建时一次性分配，以便在任务运行时存储局部变量和函数调用的上下文。 11 OS的初始化操作 在UC/OS-II启动时，会执行一系列的初始化操作，包括设置全局变量、初始化调度表、注册中断服务程序、设置时钟中断等。这些初始化步骤为多任务环境的运行奠定了基础。 12 OS的多任务启动 当操作系统初始化完成后，可以通过启动一个或多个任务来启动多任务环境。每个任务在启动后会进入其定义的函数，开始执行用户代码。系统会根据任务控制块的信息管理和调度这些任务。 13 OS的调度 UC/OS-II采用基于优先级的抢占式调度算法。当一个任务开始执行时，如果有一个优先级更高的任务变为就绪状态，那么CPU会立即切换到高优先级任务，这就是抢占式调度。调度器会在任务切换、定时器中断或中断服务程序结束后执行。 14 中断服务程序编写方法 在UC/OS-II中，中断服务程序需要快速、简洁，避免长时间占用CPU。通常，中断服务程序会更新系统状态，如任务的就绪状态，然后调用OSIntExit()返回到被打断的任务。为了保证中断服务的原子性，需要在进入和退出中断服务程序时使用临界段操作。 15 时钟中断服务程序 时钟中断服务程序是UC/OS-II中一个关键的组件，它负责定期执行周期性的任务，如任务调度、超时检查等。时钟中断通常设置为一定的频率，每次中断都会触发调度器检查是否有任务超时或新的任务达到就绪状态。 这个课件详细介绍了UCOS-II实时嵌入式操作系统的核心概念，包括临界段操作、任务控制块、调度机制、中断服务程序的编写以及时钟中断服务程序的实现。通过学习这些内容，可以深入理解UCOS-II如何在嵌入式系统中实现高效、可靠的多任务管理。