μC/OS-II实时操作系统中任务延时的研究与改进

　　引言

　　μC/OS—II是一种源代码公开、结构小巧、具有可剥夺实时内核的实时操作系统。绝大部分代码是用C语言编写的，便于移植到各种内核上。μC/OS—II使用时钟节拍完成任务的延时功能，每个时钟对所有的任务控制块进行扫描。时钟节拍率越高，系统的额外负荷就越重，而且会随着任务总数的增加而增加。

　　本文详细分析μC/OS—II中的任务延时功能，对任务延时作适当改进。新创建一个任务延时链表，把需要延时的任务链接到延时列表中，这样每个时钟节拍只对延时任务的控制块进行扫描即可，由此降低了系统负荷，而且系统的开销不会随着任务总数的增加而增加，而仅仅与同时延时的任务数有关。

　　1 μC/OS—II任务延时

　　μC/OS—II系统中任务延时是时间管理功能的主要部分，而在μC/OS—II 2.81及以后的版本中，增加了软件定时器功能。不管是任务延时还是软件定时器，都需要一个硬件产生一个周期中断，也就是时钟节拍。

　　μC/OS—II系统的时钟节拍的频率一般在10～100 Hz之间，时钟节拍率越高，系统的额外负荷就越重，影响系统的实时性。任务延时是在时钟节拍中断函数中实现的，时钟节拍中断函数调用时钟节拍函数OSTimeTick()，此函数的工作主要是扫描每一个任务控制块中的时间延时项OSTCBDly，完成任务的延时。由于OSTimeTick()要对每个任务都进行一遍同样的工作，因此它的运行时间和任务数的多少成正比。如果任务数比较多的话(现在μC/OS—II可以支持256个任务，而基于Cortex-M3内核可以支持1024个任务)，函数OSTimeTick()占用大量的系统时间。

　　本文使用的操作系统版本为μC/OS—II 2.86，此版本中与任务延时相关的函数包括：

　　①与任务延时设置相关的函数——任务延时函数OSTimeDly()与OSTimeDlyHMSM()，位于time.c文件中，用于任务自身调用，无条件的挂起自己延时一段时间;请求资源函数OS_FlagBlock()(请求事件标志)、OSMboxPend()(请求邮箱)、OSMutexPend()(请求互斥量)、OSQPend()(请求消息队列)、OSSemPend()(请求信号量)等，当资源请求不成功时，任务延时挂起;还有一个挂起其他任务的函数OSTaskResume()，但没有挂起其他函数一段时间的函数。

　　②与任务恢复有关的函数——恢复任务延时函数OSTimeDlyResume()，恢复因资源不满足而挂起任务的函数OS_EventTaskRdy()、OS_Fla-gTaskRdy()，把等待列表中的占用位清除，清任务延时值;任务删除函数OSTaskDel()、任务恢复函数OSTaskResume()等。

　　③时钟节拍处理函数OSTimeTick()，用于处理任务延时。