实时操作系统包括硬实时和软实时的区别

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软实时与硬实时

软实时与硬实时

软实时与硬实时软实时与硬实时特别说明:需要嵌入式UCOSII ucGUI arm和linux入门资料,项目资料,linux驱动资料的可以加我QQ!!希望我的一些项目经验和资料可以带你进入嵌入式之门,在浩瀚的linux世界里找到属于你自己的舞台!!!希望大家多多支持我的QQ:1653687969实时操作系统(Real-time OS) 是相对于分时操作系统(Time-Sharing OS) 的一个概念。

在一个分时操作系统中,计算机资源会被平均地分配给系统内所有的工作。

在分时系统中,各项任务需要花多长时间来完成,这一点并不重要;而在一个实时操作系统之中,最关注的是每个任务在多长时间内可以完成。

简单地说,实时和分时操作系统最大的不同在于“时限(deadline)”这个概念。

从上述区别中可以看出,在实时操作系统中,系统必须在特定的时间内完成指定的应用,具有较强的“刚性”,而分时操作系统则注重将系统资源平均地分配给各个应用,不太在意各个应用的进度如何,什么时间能够完成。

不过,就算是实时操作系统,其“刚性”和“柔性”的程度也有所不同,就好像是系统的“硬度”有所不同,因而有了所谓的“硬实时(hard real-time)”和“软实时( soft real-time)”。

硬实时系统有一个刚性的、不可改变的时间限制,它不允许任何超出时限的错误。

超时错误会带来损害甚至导致系统失败、或者导致系统不能实现它的预期目标。

软实时系统的时限是一个柔性灵活的,它可以容忍偶然的超时错误。

失败造成的后果并不严重,例如在网络中仅仅是轻微地降低了系统的吞吐量。

硬实时与软实时之间最关键的差别在于,软实时只能提供统计意义上的实时。

例如,有的应用要求系统在95%的情况下都会确保在规定的时间内完成某个动作,而不一定要求100%。

在许多情况下,这样的“软性”正确率已经可以达到用户期望的水平。

比如,用户在操作DVD播放机时,只要98%的情况都能正常播放,用户可能就满意了;而发射卫星、控制核反应堆的应用系统,这些系统的实时性必须达到100%,是绝对不允许出现意外的。

实时系统中的实时操作系统选择与比较(四)

实时系统中的实时操作系统选择与比较(四)

实时系统中的实时操作系统选择与比较一、引言实时系统是一类特殊的计算机系统,对于任务的及时响应具有严格的要求。

实时操作系统(Real-Time Operating System, RTOS)在实时系统中扮演着重要的角色。

本文将探讨实时系统中的实时操作系统选择与比较的主题。

二、实时操作系统的定义与分类实时操作系统是一种具备响应实时任务的特性的操作系统。

按照实时性要求的不同,可以将实时操作系统分为硬实时操作系统和软实时操作系统。

硬实时操作系统对任务的响应时间有严格的要求,即任务必须在指定的时间范围内完成。

在硬实时操作系统下,任务的优先级和调度算法至关重要。

软实时操作系统对任务的响应时间要求相对宽松,可以容忍一定的延迟。

在软实时操作系统下,任务的优先级和调度算法也很重要,但相比硬实时操作系统,灵活性更高。

三、实时操作系统的选择与比较1. FreeRTOSFreeRTOS是一款开源免费的实时操作系统,广泛应用于嵌入式系统中。

它具有低内存占用、高可移植性、高性能和丰富的功能特点。

它支持多任务、优先级调度、任务通信和同步等特性,适用于中等复杂度的实时系统。

2. QNXQNX是一个针对嵌入式系统设计的实时操作系统,采用微内核架构,具有高可靠性和强大的实时性能。

它支持对多核处理器的利用、分布式系统的构建和实时性能调优等功能。

QNX广泛应用于汽车、医疗设备和航空航天等领域。

3. VxWorksVxWorks是一个高性能、可靠性强的实时操作系统,广泛应用于工控系统、航空航天和军事领域。

它具有可扩展性强、多任务支持好、驱动开发方便等特点。

VxWorks采用任务驱动的调度策略,可以根据任务的优先级进行调度。

4. Windows CEWindows CE是微软开发的一种嵌入式操作系统,特别适用于移动设备和消费电子产品。

它兼具实时性和普通操作系统的特点,支持多任务、多线程和驱动程序的开发。

Windows CE拥有庞大的应用程序生态系统,开发人员可以方便地获取各种应用和驱动。

实时系统的硬实时与软实时(八)

实时系统的硬实时与软实时(八)

实时系统的硬实时与软实时近年来,随着科技和信息技术的飞速发展,实时系统在各个领域得到了广泛的应用。

实时系统是指根据时间要求对系统进行控制和响应的系统,尤其在需要实时反馈和处理的领域,如航空航天、交通运输、医疗设备等方面起着至关重要的作用。

实时系统可以根据其对时间响应的要求分为硬实时和软实时两种类型。

硬实时系统是指确保在规定的时间截止前完成任务的系统。

在硬实时系统中,时间是至关重要的因素,任务必须在严格的时间限制内完成,否则会导致严重的后果。

以飞机驾驶员的驾驶仪表为例,对于驾驶员的指令响应时间有严格要求,因为任何延迟都可能导致飞机失控。

在硬实时系统中,实时性的要求优先于系统的性能和效率,任务的响应时间必须足够短,不能出现任务延迟或错过截止时间的情况。

软实时系统是指在一定时间间隔内完成任务的系统,但对于截止时间是否严格要求则灵活一些。

软实时系统相对于硬实时系统来说,对实时性的要求相对较低,允许任务的响应有一定的延时。

在软实时系统中,系统的性能和效率往往是优先考虑的因素,响应时间的要求相对灵活。

例如,智能家居系统可以根据用户的指令控制家电设备,用户在一定时间内的响应能够满足日常需求即可,没有过于严格的时间要求。

实时系统的硬实时和软实时之间的区别不仅仅在于时间的严格性,还在于其应用场景和可靠性。

硬实时系统一般应用于对时间要求极高、不容出错的领域,例如核能、医疗器械等。

在这些领域中,系统对时间的要求极高,任务必须精确、准确地在规定的时间内完成,否则可能引发灾难性的后果。

因此,硬实时系统的可靠性要求也很高,需要使用高可靠的硬件和软件技术来确保系统正常运行。

软实时系统相对于硬实时系统来说,对时间的要求相对较低,更多地考虑到系统的性能和效率。

软实时系统通常应用于一些需要一定实时性能但对时间要求相对宽松的领域,例如机器人控制、视频监控等。

在这些领域中,任务的响应时间可以有一定的延时,而系统的稳定性和性能则更为重要。

实时系统的硬实时与软实时(六)

实时系统的硬实时与软实时(六)

实时系统的硬实时与软实时在当今科技发达的时代,实时系统已经成为一种非常重要的计算系统。

实时系统可以根据外部事件或输入数据的变化,实时地进行响应和处理。

而实时系统又可以根据响应的时效性需求来进行分类,包括硬实时和软实时。

1. 硬实时系统硬实时系统是一种对时间要求非常严格的实时系统。

在硬实时系统中,任务的执行必须在严格的时间限制内完成,否则将导致系统的失效或失败。

硬实时系统常常被应用在一些对时间要求非常高的领域,如航空航天、医疗设备和核能控制等。

硬实时系统的关键是满足实时性需求。

为了确保任务能够在规定的时间限制内完成,硬实时系统需要进行严格的任务调度和优先级管理。

实时调度算法通常用于确定任务的执行顺序和优先级,以确保高优先级任务能够及时得到处理。

同时,硬实时系统还需考虑硬件设备的响应时间和延迟,以保证任务能够在最短时间内完成。

2. 软实时系统软实时系统相对于硬实时系统来说,对时间要求相对较宽松。

在软实时系统中,任务的执行时间可以有一定的延迟,但需要在一定的时间范围内完成。

软实时系统广泛应用于工业自动化、通信系统和嵌入式系统等领域。

软实时系统相对于硬实时系统来说,更加注重系统的可靠性和稳定性。

在软实时系统中,为了保证任务的可靠完成,通常采用合适的调度算法和资源管理策略。

而对于一些对实时性要求不是特别高的任务,可以通过优化算法和资源分配来提高系统的整体性能。

3. 硬实时与软实时的比较硬实时系统和软实时系统在实时性要求、任务调度和资源管理方面存在一定的区别。

硬实时系统对时间的要求非常严格,需要确保任务在规定时间内完成。

而软实时系统对时间要求相对宽松,强调任务的稳定性和可靠性。

在任务调度方面,硬实时系统需要通过严格的优先级管理和调度算法来保证高优先级任务的即时处理。

而软实时系统则更加注重任务的合理调度和资源管理,以提高系统性能和任务的整体响应速度。

在资源管理方面,硬实时系统通常会将一些关键任务和资源进行分离,确保关键任务能够得到高优先级的处理。

实时系统与非实时系统的区别与选择(十)

实时系统与非实时系统的区别与选择(十)

实时系统与非实时系统的区别与选择引言:随着科技的发展,计算机系统在各行各业的应用日益广泛。

实时系统和非实时系统作为两种常见的计算机系统,其在功能、性能和应用领域等方面有明显的区别。

本文将分别介绍实时系统和非实时系统的特点,并就其区别与选择进行论述。

一、实时系统的特点:实时系统是一种特殊的计算机系统,其最主要的特点是对时间的严格要求。

实时系统需要对某些事件或任务的发生和执行时间进行实时监控,能够在约定的时间内响应和处理。

实时系统通常分为硬实时系统和软实时系统两种。

1. 硬实时系统:硬实时系统要求任务必须在规定的时间内完成,否则会导致系统功能的严重损失甚至失败。

硬实时系统通常应用于一些对时间要求极高的领域,如工业自动化控制、交通系统、医疗仪器等。

硬实时系统对任务的执行时间有严格的保证,因此其系统设计和调度算法需要特别关注任务的实时性。

2. 软实时系统:软实时系统要求任务在大多数情况下都能在规定的时间内完成,但偶尔的迟延可以被容忍。

软实时系统通常应用于一些对时间要求相对较宽松的领域,如多媒体应用、办公系统等。

软实时系统更注重任务的优化和性能,对任务的实时性要求相对较低,但仍需要保障任务的准时性和可靠性。

二、非实时系统的特点:非实时系统是指在计算机系统中没有时间限制或时间要求相对较低的任务。

非实时系统通常应用于一些不需要对任务的响应和执行时间进行实时监控的领域,如普通办公应用、网页浏览等。

非实时系统更注重任务的灵活性和易用性,在性能和效率上的要求相对较低。

三、实时系统与非实时系统的区别:实时系统和非实时系统在功能、性能和应用领域等方面有着明显的区别。

1. 功能:实时系统需要对任务的响应时间和执行时间进行实时监控,对时间的敏感性较强。

非实时系统则没有时间限制或时间要求相对较低,对时间的敏感性较弱。

2. 性能:实时系统主要关注任务的实时性和可靠性,对任务的执行时间和响应时间有严格要求。

非实时系统则更注重任务的灵活性和易用性,对任务的执行时间和响应时间要求相对较低。

硬实时和软实时区别

硬实时和软实时区别

硬实时和软实时区别嵌入式实时系统中采用的操作系统我们称为嵌入式实时操作系统,它既是嵌入式操作系统,又是实时操作系统。

作为一种嵌入式操作系统,它具有嵌入式软件共有的可裁剪、低资源占用、低功耗等特点;而作为一种实时操作系统(本文对实时操作系统特性的讨论仅限于强实时操作系统,下面提到的实时操作系统也均指强实时操作系统),它与通用操作系统(如Windows、Unix、Linux等)相比有很大的差别,下面我们将通过比较这两种操作系统之间的差别来逐步描述实时操作系统的主要特点。

实时操作系统(Real-time OS) 是相对于分时操作系统(Time-Sharing OS)的一个概念。

在一个分时操作系统中,计算机资源会被平均地分配给系统内所有的工作。

在分时系统中,各项任务需要花多长时间来完成,这一点并不重要;而在一个实时操作系统之中,最关注的是每个任务在多长时间内可以完成。

简单地说,实时和分时操作系统最大的不同在于“时限(deadline)”这个概念。

实时操作系统的特点:硬实时与软实时之间最关键的差别在于,软实时只能提供统计意义上的实时。

例如,有的应用要求系统在95%的情况下都会确保在规定的时间内完成某个动作,而不一定要求100%。

在许多情况下,这样的“软性”正确率已经可以达到用户期望的水平。

比如,用户在操作DVD播放机时,只要98%的情况都能正常播放,用户可能就满意了;而发射卫星、控制核反应堆的应用系统,这些系统的实时性必须达到100%,是绝对不允许出现意外。

1、异步事件的响应2、切换延迟和中断延迟时间的确定3、优先级中断和调度4、抢占式调度5、内存锁定6、连续文件7、同步著名的硬实时系统包括:VxWorks,rtems, rtlinux,ThreadX, QNX,Nucleus等,软实时系统包括:Linux2.6.X, winCE 从上述区别中可以看出,在实时操作系统中,系统必须在特定的时间内完成指定的应用,具有较强的“刚性”,而分时操作系统则注重将系统资源平均地分配给各个应用,不太在意各个应用的进度如何,什么时间能够完成。

实时系统与非实时系统的区别与选择(四)

实时系统与非实时系统的区别与选择(四)

实时系统与非实时系统的区别与选择引言随着科技的发展,计算机系统的应用范围越来越广泛,从工业自动化到航空航天,无所不在。

实时系统和非实时系统是计算机应用领域中常用的系统类型。

本文将分析实时系统和非实时系统的区别,并探讨在不同应用场景中如何进行选择。

一、实时系统的特点实时系统是指能在规定的时间范围内产生结果,并满足实时性要求的系统。

实时系统通常可以分为硬实时系统和软实时系统两类。

硬实时系统要求对任务的响应时间非常严格,不能容忍有任务响应超时的情况。

而软实时系统的要求相对较为宽松,可以接受一定的任务响应延迟。

实时系统具有以下特点:1. 响应时间保证:实时系统需要在规定的时间内完成任务响应,对于硬实时系统来说,响应时间必须严格控制在规定的时间范围内。

2. 及时性要求:实时系统的任务具有时效性,对外界事件的响应需要实时地完成,确保系统能够在规定的时间内处理完成相关任务。

3. 可靠性要求:实时系统通常涉及到安全等重要任务,对系统的可靠性要求较高,不能容忍系统出现失效或崩溃。

二、非实时系统的特点非实时系统是相对于实时系统而言的,它对任务响应时间没有严格的要求。

非实时系统通常用于一些日常的办公、通信、多媒体等应用领域。

非实时系统具有以下特点:1. 任务执行时间无需精确定时:非实时系统不要求任务的执行时间非常精确,允许任务响应时间比实时系统的要求更宽松。

2. 功能丰富多样:非实时系统通常涉及到更多的功能需求,如对用户的界面友好、多媒体处理、数据储存等。

3. 系统的可靠性核心:虽然非实时系统对任务响应时间没有要求,但是系统的可靠性是非常重要的,因为机器在使用的过程中,应具备较高的稳定性和可靠性。

三、系统选择原则在实际应用中,选择实时系统还是非实时系统需要考虑以下几个方面:1. 应用场景:首先需要明确所要应用的场景,根据场景的要求确定是否需要实时系统。

在一些需要实时响应的场景,如航空交通管制、核电控制等领域,实时系统是不可或缺的。

实时系统与非实时系统的区别与选择

实时系统与非实时系统的区别与选择

实时系统与非实时系统的区别与选择介绍在计算机领域中,实时系统和非实时系统是两种常见的系统类型,它们的设计和应用有很大的差异。

实时系统主要用于控制和处理具有时间限制的任务,而非实时系统则更注重数据处理和资源管理。

本文将探讨实时系统和非实时系统的区别,并讨论选择适当系统的考虑因素。

什么是实时系统?实时系统是指能够在给定的时间范围内响应特定事件的计算机系统。

它们主要用于监控和控制各种设备和过程,包括航空航天、工业自动化、医疗设备等。

实时系统有两种类型:硬实时系统和软实时系统。

硬实时系统是指必须在严格的时间约束下完成任务的系统。

例如,导弹的发射控制系统必须在特定的时间内完成任务,否则后果将不可估量。

软实时系统是指在大部分时间内能够满足时间约束的系统,但偶尔可能会出现任务超时的情况。

一个典型的例子是在线游戏,虽然它们需要在短时间内响应玩家的操作,但一次任务超时不会对整个系统产生巨大影响。

实时系统的关键特征是其响应时间保证。

它们通常使用专用的算法和调度策略来确保任务按时完成。

为了满足时间要求,实时系统需要具有高度的可预测性和可靠性。

什么是非实时系统?与实时系统相反,非实时系统更注重数据处理和资源管理。

它们用于大多数商业和工业应用,包括办公自动化、数据库管理等。

非实时系统不要求任务在特定的时间要求内完成,而更关注数据的正确性和系统资源的高效利用。

非实时系统通常使用常规的调度算法和策略,例如优先级调度和轮转调度。

这些系统的目标是提供良好的用户体验和高效的资源利用,而不是严格的时间保证。

实时系统与非实时系统的区别实时系统和非实时系统之间存在明显的区别。

以下是它们的一些主要差异:1. 时间约束:实时系统必须在特定的时间约束内完成任务,而非实时系统则没有时间限制。

2. 可预测性:实时系统需要具有高度的可预测性,以满足时间要求,而非实时系统中任务的完成时间通常不是关键问题。

3. 数据处理重点:实时系统更注重任务的处理,而非实时系统更注重数据的处理和资源管理。

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一.什么是真正的实时操作系统做嵌入式系统开发有一段时间了,做过用于手机平台的嵌入式Linux,也接触过用于交换机、媒体网关平台的VxWorks,实际应用后回过头来看理论,才发现自己理解的肤浅,也发现CSDN 上好多同学们都对实时、嵌入式这些概念似懂非懂,毕竟如果不做类似的产品,平时接触的机会很少,即使做嵌入式产品开发,基本也是只管调用Platformteam封装好的API。

所以在此总结一下这些概念,加深自己的理解,同时也给新手入门,欢迎大家拍砖,争取写个连载,本文先总结一下实时的概念,什么是真正的实时操作系统?1. 首先说一下实时的定义及要求:参见 Donal Gillies 在 Realtime Computing FAQ 中提出定义:实时系统指系统的计算正确性不仅取决于计算的逻辑正确性,还取决于产生结果的时间。

如果未满足系统的时间约束,则认为系统失效。

一个实时操作系统面对变化的负载(从最小到最坏的情况)时必须确定性地保证满足时间要求。

请注意,必须要满足确定性,而不是要求速度足够快!例如,如果使用足够强大的CPU,Windows在CPU空闲时可以提供非常短的典型中断响应,但是,当某些后台任务正在运行时,有时候响应会变得非常漫长,以至于某一个简单的读取文件的任务会长时间无响应,甚至直接挂死。

这是一个基本的问题:并不是Windows不够快或效率不够高,而是因为它不能提供确定性,所以,Windows不是一个实时操作系统。

根据实际应用,可以选择采用硬实时操作系统或软实时操作系统,硬实时当然比软实时好,但是,如果你的公司正在准备开发一款商用软件,那请你注意了,业界公认比较好的VxWorks(WindRiver开发),会花光你本来就很少的银子,而软实时的操作系统,如某些实时Linux,一般是开源免费的,我们公司本来的产品就是基于VxWorks的,现在业界都在CostReduction,为了响应号召,正在调研如何把平台换成免费的嵌入式实时Linux。

同学们,如何选择,自己考虑吧:-)硬实时 - 代表产品 VxWorks举一个经常使用的实例,中高档汽车中使用的气囊。

当报告车辆碰撞的传感器中断CPU后,操作系统应快速地分配展开气囊的任务,并且不允许任何其他非实时处理进行干扰,晚一秒钟展开气囊比没有气囊的情况更糟糕,这就是一个典型的必须使用硬实时的系统。

硬实时系统指系统要有确保的最坏情况下的服务时间,即对于事件的响应时间的截止期限是无论如何都必须得到满足。

软实时 - 代表产品软实时Linux再举一个实例,IPTV数字电视机顶盒,需要实时的处理(解码)视频流,如果丢失了一个或几个视频帧,显然会造成视频的品质更差,但是只要做过简单的抖动处理的系统,丢失几个视频帧就不会对整个系统造成不可挽救的影响。

软实时系统就是那些从统计的角度来说,一个任务能够得到有确保的处理时间,到达系统的事件也能够在截止期限到来之前得到处理,但违反截止期限并不会带来致命的错误。

---------------------------------------------请注意:讲到这里,想花点墨水区分一下实时和嵌入式的概念,因为笔者也长时间把这两者混为一谈。

实时操作系统的概念上文已经讲的很清楚了,主要就是要能确定性的满足时间要求。

嵌入式系统很难下一个定义,有兴趣的可以百科一下“嵌入式系统”,一般可以认为是板子或芯片上软硬件的总和,嵌入式系统一定要对实时任务有很强的支持能力,所以一般嵌入式系统都会采用实时操作系统,根据不同应用,选择采用硬实时或软实时。

---------------------------------------------2. 如何衡量一个实时操作系统的实时性能主要有以下两个重要指标:指标1、中断响应时间(可屏蔽中断)计算机接收到中断信号到操作系统作出响应,并完成切换转入中断服务程序的时间。

对于抢先式内核,要先调用一个特定的函数,该函数通知内核即将进行中断服务,使得内核可以跟踪中断的嵌套。

抢先式内核的中断响应时间由下式给出:中断响应时间=关中断的最长时间+保护CPU 内部寄存器的时间+进入中断服务函数的执行时间+开始执行中断服务例程(ISR)的第一条指令时间请注意:中断响应时间是系统在最坏情况下响应中断的时间,某系统100次中有99次在50ms 之内响应中断,只有一次响应中断的时间是250ms,只能认为中断响应时间是250ms。

指标2、任务切换时间除为中断处理提供确定性外,实时处理也需要支持周期性间隔的任务调度。

大量控制系统要求周期性采样与处理。

某个特定任务必须按照固定的周期(p)执行,从而确保系统的稳定性。

考虑一下汽车的防抱死系统(ABS)。

控制系统对车辆的每个车轮的转速进行采样(每秒最多 20次)并控制每个制动器的压力(防止它锁死)。

为了保持控制系统的正常工作,传感器的采样与控制必须按照一定的周期间隔。

这意味着必须抢占其他处理,以便ABS 任务能按照期望的周期执行。

当多任务内核决定运行另外的任务时,它把正在运行任务的当前状态(即CPU寄存器中的全部内容)保存到任务自己的栈区之中。

然后把下一个将要运行的任务的当前状态从该任务的栈中重新装入CPU的寄存器,并开始下一个任务的运行。

这个过程就称为任务切换。

做任务切换所需要的时间取决于CPU 有多少寄存器要入栈。

CPU的寄存器越多,额外负荷就越重。

系统实时性能重要指标的典型值-----------------------------------------------------VxWorks uC/OS-II QNX6硬件平台MC68000 33MHz-486 60MHz-486 33MHz-486任务切换< 9us 不详中断响应< 3us < 25us-----------------------------------------------------参考文献:《4种实时操作系统实时性的分析对比》 - 百度一下可以搜到3. 实时操作系统的核心 - 任务调度(VxWorks)既然实时性对于实时操作系统如此重要,同学们,我们下面就来学习一下实现实时性的核心模块 -任务调度。

笔者所在的公司花了大把银子购买风河的VxWorks,但是为了实现自己的可控性,除了任务调度模块以外全部重写,包括内存管理、文件管理等其他核心模块,但唯独任务调度模块除外,这可是人家的压箱底法宝:-)构成应用软件系统的程序集合中,独立的、相互作用的程序单元,在其执行时称之为任务,从系统的角度来看,任务是竞争系统资源的最小运行单元。

单个CPU中,多任务机制制造了一个多个任务同时执行的假象。

其实系统只是根据一个多任务调度算法,将内核插入到这些任务中执行。

实时系统VxWorks的一个任务可有多种状态,但最基本的状态有以下四种:1) 就绪态(Ready):任务只等待系统分配CUP资源。

2) 挂起态(Pend):任务需等待某些不可利用的资源而被阻塞。

3) 休眠态(Sleep):如果系统不需要某一个任务工作,则这个任务处于休眠状态。

4) 延迟态(Delay):任务被延迟时所处的状态。

大家可以在网上搜一下VxWorks任务调度的相关文章,一般都会配状态机图。

----------------------------请注意:任务(task)、进程(process)、线程(thread)等概念相互联系又相互区别,因为不是本文的重点,这里不多解释,如果想详细了解推荐看一看“Windows Kernel Programming”。

在VxWorks中,因为每个任务没有自己独立的虚拟内存空间,可以把任务理解为线程。

----------------------------任务由系统内核调度运行一段固定长度的时间,称为时间片。

调度是指为任务分配资源和时间,使系统满足特定的性能要求。

调度算法的目的是在正常情况下,尽可能满足所有任务的时限:在峰值负载条件下,保证强实时任务满足时限。

因为时限是区分实时系统和非实时系统的关键因素,因此调度算法是实时系统的基本问题。

实时操作系统所具有的运行性能,如吞吐量的大小、周转时间的长短、相应的及时性和可预测性等在很大程度上都取决于实时调度。

进程调度可采用下述两种方式:1. 非抢占方式。

采用这种调度方式,一旦把处理机分配给某进程后,便让该进程一直执行,直到该进程完成或发生某事件而被阻塞,才再把处理机分配给其他进程,决不允许某进程抢占已经分配出去的处理机。

显然它难于满足紧急任务的要求,实时系统中不宜采用这种调度方式。

2. 抢占方式。

允许调度程序根据某种原则,去停止某个正在执行的进程,将已分配给该进程的处理机,重新分配给另一进程。

抢占的原则有:- 时间片原则。

各进程按时间片运行,当一个时间片用完后,便停止该进程的执行而重新进行调度。

-优先权原则。

当一个进程到来时,如果其优先级比正在执行的进程的优先级高,便停止正在执行的进程,将处理机分配给优先级高的进程,使之执行。

实时系统中一般采用基于优先级的抢占式调度和轮转调度的进程调度和中程调度相结合的调度策略。

因此既可具有较大的灵活性,又能获得极小的调度延迟。

VxWorks的wind内核缺省调度机制为基于优先级的抢占式调度。

采用这种机制时,系统把处理机分配给优先级最高的进程,使之执行。

一旦出现了另一个优先级更高的进程时,进程调度程序剥夺当前任务的执行,将处理机分配给高优先级任务。

而在相同优先级的多个任务之间,采用时间片轮转调度机制。

采用这种机制时,当一个任务到达时,它被排在轮转队列的后面,等待分配给自己的时间片的到来,如果在时间片内没有结束,则再等待属于自己的时间片的到来,直到任务完成。

- 优先级抢占式采用基于优先级的抢占式调度,系统中每个任务都有一个介于最高0到最低255之间的优先级。

任一时刻,系统内核一旦发现一个优先级更高的任务转变为就绪态,内核就保存当前任务的上下文并把当前任务状态转换为阻塞态,同时切换到这个高优先级任务的上下文执行。

- 轮转调度算法采用轮转调度算法,系统让处于就绪态的优先级相同的一组任务依次轮流执行预先确定长度的时间片。

这是一种处理机平均分配的方法。

如果不使用轮转调度算法,优先级相同的一组任务中第一个获得处理机的任务将不会被阻塞而独占处理机,如果没有阻塞或其他情况发生,它不会放弃处理机的使用权。

- 抢占调度与轮转调度混合方式有时,基于优先级的抢占式调度可与轮转调度相结合。

当优先级相同的一组任务依次轮流平均分配处理机时,若有高优先级的任务转变为就绪态则可抢占该组任务。

直到再一次符合执行条件时,该组任务才可再次共享处理机。

为了任务控制的灵活性,VxWorks内核还提供了动态优先级机制,任务的优先级在运行期间可动态地变化。

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