實時操作系統(tǒng)任務調(diào)度算法的硬件化研究.pdf

1、隨著計算機技術的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的性能越來越強大，在越來越多的領域都發(fā)揮了至關重要的作用，比如國防科技、生產(chǎn)自動化控制、智能移動終端等。在實時操作系統(tǒng)中，對于實時任務的及時響應是第一位的，因此諸多嵌入式系統(tǒng)都采用實時操作系統(tǒng)作為控制核心。其中，任務調(diào)度算法是實時操作系統(tǒng)完成多任務并發(fā)調(diào)度的關鍵依據(jù)。
　　目前軟件實現(xiàn)的任務調(diào)度算法已經(jīng)無法顯著的改善系統(tǒng)實時性，而硬件邏輯又可以與中央處理器并行操作，所以本文通過任務調(diào)度算法的硬件

2、化來發(fā)掘實時系統(tǒng)潛在的多任務并發(fā)特性。另外，面對嵌入式領域越來越復雜化的應用需求，已有的實時操作系統(tǒng)往往會表現(xiàn)出應用局限性。為了改善實時操作系統(tǒng)的適應性，改進現(xiàn)有的實時操作系統(tǒng)內(nèi)核成為了一大研究熱點。本文以μC/OS-Ⅱ為研究對象，針對其不支持同級調(diào)度的應用局限性，改進了原有的任務調(diào)度算法，并通過FPGA實現(xiàn)。
　　本文改進的調(diào)度算法采用二級調(diào)度。首先通過μC/OS-Ⅱ原有的基于優(yōu)先級的任務調(diào)度算法選擇出最高的對應有就緒任務的優(yōu)先

3、級，然后對該優(yōu)先級對應的就緒任務啟動同級調(diào)度策略。在同級調(diào)度中，對于實時的同級任務采用較為公平的時間片輪轉算法；對于非實時的同級任務采用開銷較低的先來先服務算法。
　　為了實現(xiàn)同級調(diào)度，修改了μC/OS-Ⅱ內(nèi)核的任務控制塊，使得一個優(yōu)先級可以對應多個任務。然后增設了由用戶設定的優(yōu)先級閾值作為分界線，將系統(tǒng)中的所有任務一分為二。所有優(yōu)先級小于閾值的任務都是實時的；所有優(yōu)先級大于或等于閾值的任務都是非實時的。最后采用FPGA技術設計和