嵌入式软件体系结构.ppt

1、嵌入式软件体系结构,南京大学软件学院 宋健建,内容,影响选择的因素 轮转结构 带中断的轮转结构 函数队列调度 实时操作系统,影响选择的因素,系统对各种不同事件的响应时间 结构的复杂度 对响应时间和优先级进行控制的程度,轮转结构,轮转结构(round-robin) 最简单的一种结构 主循环依次检查每个I/O设备，并为需要服务的设备提供服务。 不存在中断,轮转结构(续),void main(void) while (TRUE) if (/ I/O设备A需要服务) / 关注I/O设备A / 处理输入I/O设备A或从I/O设备A输出的数据 if (/ I/O设备B需要服务) / 关注I/O设备B /

2、处理输入I/O设备B或从I/O设备B输出的数据 ,轮转结构示例,数字万用表 三个I/O设备： 对响应时间的需求,数字万用表代码,void vDigitalMultiMeterMain(void) enum OHMS_1, OHMS_10, , VOLTS_100 eSwitchPosition; while (TRUE) eSwitchPosition = / 读取开关位置 switch (eSwitchPosition) case OHMS_1: / 读硬件来测量欧姆值 / 将结果格式化 break; case OHMS_10: / 读硬件来测量欧姆值 / 将结果格式化 break; / 将

3、结果写入显示设备 ,轮转结构分析,优点 结构简单 缺点 最坏响应时间 缺乏优先级 结构缺乏可扩展性,带中断的轮转结构,带中断的轮转结构 中断程序处理硬件特别紧急的需求，然后设置标记； 主循环轮询这些标记，然后根据这些需求进行后续的处理。,带中断的轮转结构,BOOL fDeviceA = FALSE; BOOL fDeviceB = FALSE; void interrupt vHandleDeviceA(void) fDeviceA = TRUE; void interrupt vHandleDeviceB(void) fDeviceB = TRUE; void main(void) whil

4、e (TRUE) if (fDeviceA) if (fDeviceB) ,带中断的轮转结构示例,通信桥接器 两个端口(同时可作输入、输出) A-B: 加密；B-A: 解密 特点：,通信桥接器代码,static QUEUE qDataFromLinkA, qDataFromLinkB, qDataToLinkA, qDataToLinkB; static BOOL fLinkAReadyToSend = TRUE; static BOOL fLinkBReadyToSend = TRUE; void interrupt vGotCharOnLinkA(void) char ch; ch = /

5、read a character from Link A vQueueAdd(qDataFromLinkA, ch); void interrupt vGotCharOnLinkB(void) void interrupt vSentCharOnLinkA(void) fLinkAReadyToSend = TRUE; void interrupt vSentCharOnLinkB(void) ,通信桥接器代码（续）,int main(void) /* initialize the 4 queues */ enable(); while(TRUE) vEncrypt(); if (fQueue

6、HasData(qDataToLinkB) / The same as the above: write ch to Link A ,通信桥接器代码（续）,void vEncrypt(void) char chClear, chCryptic; while(fQueHasData(qDataFromLinkA) chClear = chQueueGetData( void vDecrypt(void) ,带中断的轮转结构示例2,无线条形码扫描仪 I/O设备： 功能： 特点？ 代码？,带中断的轮转结构分析,优点 为硬件操作提供优先级。实质上，中断程序中的所有操作拥有比主程序中任务代码更高的优先级

7、。 缺点 结构带来一定的复杂度 共享数据问题 优先级机制不彻底！所有任务代码以同样的优先级来执行。 改进方法？ 任务的最坏响应时间：,函数队列调度结构,函数队列调度结构 更复杂精细的结构 中断程序在一个函数指针队列中添加一个函数指针，以供主程序调用。 主程序仅需要从该队列中读取相应的指针并且调用相关函数。 引进任务优先级：通过对函数指针排队实现,函数队列调度结构(续),void interrupt vHandleDeviceA(void) / 关注I/O设备A / 将function_A放到函数指针队列中 void interrupt vHandleDeviceB(void) / 关注I/O设备B / 将function_B放到函数指针队列中 void main(void) while (TRUE) while (/ 函数指针队列为空) ; /调用队列中的函数 void function_A(void) / 处理设备A请求 void function_B(void) / 处理设备B请求 ,函数队列调度结构分析,优点 提供了任务优先级 缺点 程序复杂 最坏响应时间？,实时操作系统,明确提出“任务”概念 中断程序和任务代码之间的必要信号发送是通