摘　　　要:论述了OS 中调度的概念、类型、调度队列模型,并着重对VxWorks 实时内核进行了分析。

      关　键　词:嵌入式实时操作系统(RTOS) ;VxWorks ;调度

      0 　引　言
     VxWorks 是美国Wind River 公司推出的一种嵌入式强实时操作系统,自20 世纪80 年代问世以来,以其高性能、高可靠性、高实时性等特点成为实时操作系统中最具特色的系统。尤其以成功应用于火星探测车和爱国者导弹等高科技产品而声名鹊起。自1996 年登陆中国,短短几年就已成为国防、工业自动化、网络通信、航空航天、医疗仪器、状态监控以及消费电子产品等嵌入式实时领域的首选操作系统。嵌入式实时操作系统在内核方面具有自身的特点。本文着重对实时内核中任务调度进行了分析。

     1 调度的概念
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p;  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。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。任务由系统内核调度运行一段固定长度的时间CONTROL ENGINEERING China版权所有,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。

     2 　调度的类型
     虽然调度的主要目的都是为了分配处理机,但在不同的OS 中所采用的调度方式是完全不同的。在执行调度时所采用的调度算法也可能不同。因此,常按照调度的层次把调度分成高级、中级和低级调度。
高级调度又称长程调度或作业调度,用于决定把外存上处于后备队列中的哪些作业调入内存,并为它们创建进程、分配必要的资源,然后再将新创建的进程排在就绪队列上控制工程网版权所有,准备执行。然而在实时系统中,为了能及时响应,用户通过键盘输入的数据都是直接送入内存,因而实时系统通常不需要作业调度。中级调度又称中程调度,引入它的主要目的是为了提高内存利用率和系统吞吐量。它使那些暂时不能运行的进程不再占用宝贵的内存空间,而将它们调到外存上去等待,此时的状态称为挂起状态。当这些进程重新具备运行条件www.cechina.cn,且内存
又有空闲,由中级调度决定,将外存上的那些重新具备运行条件的就绪进程重新调入内存,并使它为就绪状态www.cechina.cn,挂在就绪队列上等待进程调度。低级调度又称进程调度。它决定就绪队列中的哪个进程将获得处理机,然后由分派程序执行把处理机分配给该进程的操作。进程调度是最基本的一种调度,各种OS 中都必须配置这级调度。

      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www.cechina.cn,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:

     ①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。

     ②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。

      3 　调度队列模型
      3. 1 　仅有进程调度的调度队列模型就