VxWorks下基于看门狗的通用定时器设计

　　0 引言

　　VxWorks是目前应用最多的嵌入式实时操作系统之一，广泛应用于工业控制、医疗器械、通信、航空航天以及武器装备等领域。VxWorks是32位实时嵌入式操作系统，自20世纪80年代由风河公司推出以来，其良好的实时性、对多任务的支持、体积精简、可剪裁等优点得到众多公司、开发者及用户的喜爱。

　　在实时性要求高的应用系统中，定时器是经常被用到的重要器件。而对于VxWorks操作系统本身来说，并未提供一个通用、高效的定时器组件。文章所提出的共享看门狗定时机制就是针对这种情况实现的一种通用型定时器组件。

　　1 VxWorks定时的方法

　　1.1 使用taskDely函数

　　函数原型为：STATUS taskDelay(int ticks)该函数提供一种简单的任务休眠机制，常用于需要不精确定时或延时的应用中，其定时的单位为tick,默认情况下60(ticks)为1s (利用sysClkRateSet函数可以修改系统默认的时钟速率)。在任务中调用taskDelay函数可以在指定的ticks期间空出CPU的使用权，同时改变该任务的状态为DELAY.由于经常受到任务调度的影响，该定时机制并不精确。

　　1.2 看门狗watchDog

　　VxWorks提供了一个看门狗定时器(watchDog timer)，它由以下四个函数维护：

　　wdCreate( ) 创建并初始化一个看门狗定时器;wdDelete( ) 终止并删除一个看门狗定时器;wdStart( ) 启动看门狗定时器;wdCancel( ) 暂停当前看门狗定时器运行。

　　利用wdCreate函数，在任何任务中都可以创建一个看门狗定时器，经过设置的时间段后，实现指定的C函数。

　　watchDog定时器作为系统时钟中断服务程序的一部分来维护。因此看门狗所定时执行的程序工作在系统中断级别具有很高的优先级，该程序必须遵守一般ISR程序的规定，不能使用任何可能被阻塞的程序。文章所介绍的高效定时器就是在看门狗定时器的基础上设计的。

　　1.3 POSIX标准的timer

　　VxWorks同时也提供IEEE的POSIX 1003.1b标准定时器接口。POSIX标准保证了应用程序与操作系统之间接口的简易性，利用这些接口编程，可以使得应用程序很轻松地从一个操作系统移植到另外的操作系统。使用该定时机制，在指定时间段后，任务将向自身发送SIGNAL,该定时器是建立在时钟和信号之上。POSIX标准的timer定时器常常用来编写跨平台、需要在多个操作系统下运行、易移植的程序。

　　2 基于看门狗定的高效定时机制

　　2.1 共享看门狗高效定时器

　　在一些基于嵌入式实时系统的项目中，经常使用定时器来实现某一时间段后执行某一段程序或函数，而往往计时长度都存在差异，定时器的使用也往往来自不同任务，既要求实时性，又要保证资源竟争的有序性。鉴于这些特点，经常采用的一个定时任务使用一个看门狗定时器的模式已不再适用，如果按照这种模式构建定时器机制，在定时任务较多的情况下，由于看门狗定时器运行在中断级别，资源消耗就会变得很大，从而对系统的实时性产生影响。