實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度算法的硬件化研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的性能越來越強(qiáng)大，在越來越多的領(lǐng)域都發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，比如國(guó)防科技、生產(chǎn)自動(dòng)化控制、智能移動(dòng)終端等。在實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中，對(duì)于實(shí)時(shí)任務(wù)的及時(shí)響應(yīng)是第一位的，因此諸多嵌入式系統(tǒng)都采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)作為控制核心。其中，任務(wù)調(diào)度算法是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)完成多任務(wù)并發(fā)調(diào)度的關(guān)鍵依據(jù)。
　　目前軟件實(shí)現(xiàn)的任務(wù)調(diào)度算法已經(jīng)無法顯著的改善系統(tǒng)實(shí)時(shí)性，而硬件邏輯又可以與中央處理器并行操作，所以本文通過任務(wù)調(diào)度算法的硬件

2、化來發(fā)掘?qū)崟r(shí)系統(tǒng)潛在的多任務(wù)并發(fā)特性。另外，面對(duì)嵌入式領(lǐng)域越來越復(fù)雜化的應(yīng)用需求，已有的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)往往會(huì)表現(xiàn)出應(yīng)用局限性。為了改善實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的適應(yīng)性，改進(jìn)現(xiàn)有的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核成為了一大研究熱點(diǎn)。本文以μC/OS-Ⅱ?yàn)檠芯繉?duì)象，針對(duì)其不支持同級(jí)調(diào)度的應(yīng)用局限性，改進(jìn)了原有的任務(wù)調(diào)度算法，并通過FPGA實(shí)現(xiàn)。
　　本文改進(jìn)的調(diào)度算法采用二級(jí)調(diào)度。首先通過μC/OS-Ⅱ原有的基于優(yōu)先級(jí)的任務(wù)調(diào)度算法選擇出最高的對(duì)應(yīng)有就緒任務(wù)的優(yōu)先

3、級(jí)，然后對(duì)該優(yōu)先級(jí)對(duì)應(yīng)的就緒任務(wù)啟動(dòng)同級(jí)調(diào)度策略。在同級(jí)調(diào)度中，對(duì)于實(shí)時(shí)的同級(jí)任務(wù)采用較為公平的時(shí)間片輪轉(zhuǎn)算法；對(duì)于非實(shí)時(shí)的同級(jí)任務(wù)采用開銷較低的先來先服務(wù)算法。
　　為了實(shí)現(xiàn)同級(jí)調(diào)度，修改了μC/OS-Ⅱ內(nèi)核的任務(wù)控制塊，使得一個(gè)優(yōu)先級(jí)可以對(duì)應(yīng)多個(gè)任務(wù)。然后增設(shè)了由用戶設(shè)定的優(yōu)先級(jí)閾值作為分界線，將系統(tǒng)中的所有任務(wù)一分為二。所有優(yōu)先級(jí)小于閾值的任務(wù)都是實(shí)時(shí)的；所有優(yōu)先級(jí)大于或等于閾值的任務(wù)都是非實(shí)時(shí)的。最后采用FPGA技術(shù)設(shè)計(jì)和