ucos-ii軟件定時器管理算法

1、μCOSII軟件定時器管理算法分析及改進摘要：軟件定時器是常用于內(nèi)核設(shè)計和應(yīng)用程序設(shè)計的一項基礎(chǔ)軟件措施。本文對μCOSIIV2.86中新增的用于管理軟件定時器的定時器輪進行了重新規(guī)劃，并對處理算法進行了重新設(shè)計，有效提高了軟件定時器的到期命中率，驗證表明，新改進的算法在同等負載下可降低CPU的負載率約9%左右。1、概述軟件定時器是一種軟件措施，通過它可以使一項特定的任務(wù)在給定的時間段后被執(zhí)行。軟件定時器廣泛地應(yīng)用于內(nèi)核設(shè)計和應(yīng)用程序設(shè)

2、計中，例如，一個進程使用軟件定時器等待其他的進程完成特定的動作以使任務(wù)間的操作同步等，因此，對軟件定時器的高效實現(xiàn)對提升系統(tǒng)的響應(yīng)效率是至關(guān)重要的。作為一種基礎(chǔ)的軟件措施，μCOSII[1]的V2.86版本中增加了對軟件定時器的支持。使用μCOSII提供的軟件定時器，應(yīng)用程序可以方便地完成特定的定時任務(wù)。本文對μCOSII的軟件定時器的實現(xiàn)機制進行簡要分析，然后提出了對μCOSII的軟件定時器的實現(xiàn)進行改進的方法。2、μCOSII軟件定

3、時器的實現(xiàn)機制及算法分析2.1μCOSII軟件定時器的核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)μCOSII實現(xiàn)軟件定時器的核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是OS_TMR，其定義如下：typedefstructos_tmrINT8UOSTmrType應(yīng)該設(shè)置為OS_TMR_TYPEOS_TMR_CALLBACKOSTmrCallback指定時間到達時要執(zhí)行的回調(diào)函數(shù)voidOSTmrCallbackArg傳遞給回調(diào)函數(shù)的參數(shù)voidOSTmrNext軟件定時器鏈表管理指針voidOST

4、mrPrevINT32UOSTmrMatch當OSTmrTime==OSTmrMatch時表示定時器時間到INT32UOSTmrDly對于周期性定時器，再次啟動定時器前的延時時間INT32UOSTmrPeriod對于周期性定時器，時鐘周期的長度INT8UOSTmrOpt選項(如OS_TMR_OPT_xxx等)INT8UOSTmrState定時器的狀態(tài)OS_TMR每個OS_TMR結(jié)構(gòu)的實例定義了一個軟件定時器，多個軟件定時器通過結(jié)構(gòu)中的O

5、STmrNext和OSTmrPrev構(gòu)成一個定時器雙向鏈表。為了提高對軟件定時器的管理效率，μCOSII引入了“定時器輪”數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所謂定時器輪，是將定時器實例中的OSTmrMatch域的值參照某一個預(yù)先設(shè)計的數(shù)（稱為輪數(shù)）進行求余運算，并根據(jù)求余結(jié)果將定時器進行分組以改善對到期定時器的命中率。定時器輪數(shù)缺省配置如下:typedefstructos_tmr_wheelOS_TMROSTmrFirst指向第一定時器的指針I(yè)NT16UOST

6、mrEntries該定時器輪中的定時器項數(shù)OS_TMR_WHEEL缺省配置下，μCOSII定義的輪數(shù)為8，因此，μCOSII的定時器輪為如下的一個數(shù)組：OS_TMR_WHEELOSTmrWheelTbl[8]理算法效率進行一個簡單的分析：在下一次時鐘滴答，也就是時鐘滴答6時，沒有定時器到期，而f循環(huán)必須對每個時鐘進行檢查，類似的情況還發(fā)生在自時鐘到達10以后的多個檢查中。根據(jù)系統(tǒng)中的定時器的數(shù)量，這種無謂的檢查將占用大量的CPU時間。3

7、、對μCOSII的定時器管理算法的改進3.1改進以后的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計對μCOSII的定時器管理算法進行改進的主要目標是：要么不對定時器進行檢查，要檢查則一定有定時器到期[2]。為了達到這個設(shè)計目標，需要對μCOSII的定時器輪進行重新設(shè)計。采用同樣的OS_TMR數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和OS_TMR_WHEEL定時器輪結(jié)構(gòu)，但是，對定時器輪的每一個項的功能進行重新規(guī)劃：（1）定時器輪的第1項到第7項，即OSTmrWheelTbl[1]到OSTmrWhee

8、lTbl[7]的定時器輪，分別表示將在此后的第1個時鐘滴答到第7個時鐘滴答將到期的定時器項，此時，每個定時器結(jié)構(gòu)的OSTmrMatch中的值表示需要經(jīng)過多少個時鐘滴答該定時器項將到期。在同一個定時器輪中的多個定時器項通過OSTmrNext和OSTmrPrev指針構(gòu)成雙向鏈表。（2）定時器輪的第0項，表示將至少需要經(jīng)過8個時鐘滴答才到期的定時器，并通過OSTmrNext和OSTmrPrev指針將這些定時器構(gòu)成雙向鏈表。針對上面的同一個例子