通过任务分割提高嵌入式系统的实时性

Δt'=t'2-t'1=t2+(t'2-t2)-[t1+(t'1-t1)]=

t2+Δt2-t1-Δt1=

t2-t1+(Δt2+Δt1)=

Δt+(Δt2-Δt1)

由图3可知

Δt1≤tms Δt2≤5ms

实际上，由于两次任务执行的情况不完全相同，Δt1与Δt2可能会有相当于几个指令周期的时间差异，但也只是μs级的误差。而且，这里是以时间片的形式来计算的，所以依然可以认为

Δt2-Δt1=0

因而有

Δt'=Δt+(Δ

也就是说，在这20个时钟片内只执行1次键盘任务，大部分的时间都在空等待。在此期间，系统中会有20-1=19次其它任务的执行被错过，图3中虚线所示就是在此100ms期间被错过执行的19个任务。显然，这在大多数多任务系统中都是不允许的。

因此，在这个多任务实时系统中，键盘任务是个典型的长任务，要使其它19次任务中断都有被应用的机会，必须对该键盘任务进行分割。

4.3 键盘任务的分割

键盘分割的方法是将一次键盘任务分成多个小任务，通过多次任务中断来完成。我们将其放在任务4中（80ms执行1次）。这样有ttask4≤ttask≤2ttask4，即可以保证键盘任务完整可靠地执行，又提高了CPU的效率。图4是分割后的键盘任务的执行过程。

    从图4可以看出，1次完整的键盘任务是由2～3次任务中断来完成的。情况a中，每一次任务中断发生在ta1时刻，在接下来的一个时间片（5ms）内，检测到有键按下，调用查询值任务；第一次任务中断发生在ta2时刻，在接下来的一个时间片（5ms）内，检测到按键已释放，跳转并执行相应键处理程序。

情况b中，第二次任务中断时（tb2时刻），键还没有松开，因此实际上什么也不做；第三次中断（tb3时刻）才跳到与键值对应的子程序。

通过这样的分割，每个子任务都可以在5ms内完成。如果系统中还有大于5ms的长任务的话，可按此法继续进行分割；如果没有的话，系统任务级响应时间一定小于5ms。这样，此系统的实时性大大提高，由100ms提高到5ms。本刊网络补充版（http://fanwen.oyaya.net收集整理）中，介绍了此任务改进后的部分源程序。

结语

通过任务分割，可以显著地提高多任务系统的实时性。本文改进后的源程序已经在基于MC68HC908GP32的温室控制器中成功地运行过。除此以外，还成功地对LED和SCI任务进行了分割。改进后，除了实时性大大提高外，CPU的执行效率也有显著提高。