×

时间片调度在单片机中的运用步骤和程序等资料说明

消耗积分:1 | 格式:pdf | 大小:0.07 MB | 2019-04-23

挽你何用

分享资料个

  单片机在系统中充当CPU的角色,需要同时处理多个事务。如与PC机通信,将收到的信息转发给从机,监视数据处理情况等一些繁杂而又重要的事情。如何协调好各个事务之间的关系,并有条不紊的执行各个事务,这就需要在编写程序时采用合适的算法进行处理。一般的方法就是在单片机中移植操作系统,由操作系统来管理各个事务。但由于系统要占用一定的内部资源,这对本身资源非常有限的单片机来说是不现实的。所以,很少在单片机中采用操作系统,而是采用时间片轮询调度的方法进行各任务的管理。

  时间片轮询调度是一种古老而又简单的算法,广泛运用于无操作系统的微处理器中。在系统中,每个进程被分配一个时间段,称作时间片,即该进程允许运行的时间。如果在时间片结束时进程还在运行,则CPU将被剥夺并分配给另一个进程。如果进程在时间片结束前阻塞或结束,则CPU当即进行切换。调度程序所要做的就是维护一张就绪进程列表,当进程用完它的时间片后,它被移到队列的末尾。

  时间片轮询调度中有趣的一点是如何确定时间片的长度。从一个进程切换到另一个进程是需要一定时间的,因为要保存和装入寄存器值及内存映像等保护现场的工作,更新各种表格和队列等。假如进程切换,有时称为上下文切换,需要的时间为5毫秒,再假设时间片长度设定为20毫秒,则在做完20毫秒有用的工作之后,CPU将花费5毫秒来进行进程切换。CPU时间的 20%被浪费在了管理开销上。进程切换时间一定的情况下,如果时间片长度设定的越小时,这种浪费更明显。所以,时间片长度与CPU利用率是一对不可调和的矛盾,必须处理好它们之间的关系。

  为了提高CPU效率,我们可以将时间片长度设得大一些,这时浪费的时间只有就会相对减小。但在一个分时系统中,各个任务对时间片长度的要求是不一致的。例如在一个系统中,可能要求每秒钟更新一下显示内容,每几十毫秒要扫描一下按键,每几毫秒要检测一下串口缓冲区等……可见,各个任务对时间的依赖程度是不一样的。如果时间片设得太长,某些对实时性要求高的任务可能得不到执行,使得系统的实时性变差。总之,时间片的设定应满足对实时性要求最高的那个任务,这样才能确保每个任务都可以及时得到执行而不被错过。

  要在一个单片机系统中实现时间片轮询调度,需要依照以下的步骤:

  确定任务总数及各个任务实对时间实时性的要求

  根据任务对时间的要求,确定时间片的长度

  估算执行每个任务所花费的时间,确保任务能够在时间片的长度内执行完毕

  如果任务较大,时间片不足于让任务执行完,此时可细化该任务

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉

评论(0)
发评论

下载排行榜

全部0条评论

快来发表一下你的评论吧 !