淺談嵌入式實時操作系統設計
系統調用的另一種形式是稱為CALL-LIB的調用庫機制。此種機制類似于windows系統的動態鏈接庫,可以滿足動態加載和更新組件的需要,也是A-RTOS的特點之一。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/256147.htm區間調度機制
ARINC653規定,區間調度模式的主要特征是:1)調度單元是區間;2)區間沒有優先級;3)調度算法是預先確定的,按照固定的周期重復,并且只能由系統集成者進行配置。每個循環中,至少要為區間分配一個區間窗口。
在A-RTOS中,為了方便系統處理和能更好符合ARINC653規范,對以上規定進行了一定程度的修訂:調度單元是區間和系統進程; 區間具有優先級。但這些修訂不影響操作系統區間層POS以及應用程序使用者,所以在外部特性上并不與ARINC653規定違背。
除此之外, A-RTOS還引入兩個系統區間:Kernel區間和Idle區間。Kernel區間優先級最高,用于為整個系統的運行提供支持;并且一些系統級進程,也屬于Kernel區間,方便調度。Idle區間具有最低的優先級,用于填充系統時間。當系統中沒有其他區間可以運行,就運行Idle區間。
A-RTOS區間的調度原則是首先基于優先級調度,對同一優先級的區間可使用時間片輪轉調度或者基于時間窗的循環調度策略。
A-RTOS采用兩級調度機制。系統中具有區間的優先級位圖和每個優先級對應的就緒鏈表,每個區間中也包含系統進程的優先級位圖和對應的就緒鏈表。利用優先級位圖和就緒鏈表,可以很容易的實現對區間和系統進程的調度。圖6給出了這種調度模型。

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圖6 A-RTOS的區間調度模型
調度模塊首先根據系統中的區間優先級位圖和區間就緒鏈表來進行區間調度,被調度到的區間再根據區間內的進程優先級位圖和進程就緒鏈表進行系統進程的調度。此方法相對于一級調度方式而言,能夠保證調度時間的確定性,系統調度時間不會因為區間和系統進程的多少而發生變化,符合實時操作系統的定義。
在進行基于時間窗調度時,兩個系統區間實際上也會參與調度。Kernel區間的運行時間會計算在區間調度配置表中當前區間的運行時間上。因此對于某應用區間而言,它的運行時間實際上會包含系統區間的運行。
進程池機制
在A-RTOS中,進程池是指一組由系統進行維護的進程,這些進程能夠為應用提供一組服務。應用通過系統提供的調用接口對系統提出應用請求,系統把應用的請求交給進程池,進程池自動選擇一個空閑進程對其進行服務,當服務完畢以后,系統會回收該系統進程。
進程池主要應用在時鐘定時器服務、中斷服務和異步IO操作。
異步信號和異步IO機制
A-RTOS支持異步信號機制,允許在某種情況下COS以異步方式發送信號到上層的POS。異步信號的一個典型使用就是異步IO。這是由于在 ARINC653的應用中,POS中的進程通過系統調用產生阻塞性IO請求的時候,如果IO不是異步的,則此時該進程就會阻塞,等待系統調用的返回。但是 COS并不知道POS中的應用進程的存在,當其中的一個進程阻塞的時候,整個區間都會被阻塞。采用異步IO方式可避免這種情況的發生。
當應用請求了阻塞性的IO服務時,A-RTOS會啟動稱為一個系統進程來進行應用請求的IO操作,這就是異步IO機制。A-RTOS將這種為實現異步IO操作而創建的系統進程稱為worker進程。
如圖7,在ARINC653的應用中,當POS中的一個進程調用異步IO系統調用時,該系統調用檢查此IO是否為阻塞工作方式,如果是,則創建一個 worker進程去完成這個要求的IO工作,并返回一個AIO_PENDING值到POS。POS檢查到這個返回值以后,把正在進行異步IO調用的進程從就緒隊列取下放到等待隊列,然后進行重調度。當worker進程完成了要求的IO操作時,即發送異步信號到POS,從而喚醒原阻塞進程。

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圖7 異步IO工作流程示意圖
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