[發(fā)明專利]一種基于DSP的任務(wù)調(diào)度方法和裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410074888.3
• 申請(qǐng)日: 2014-03-03
• 公開（公告）號(hào): CN103870330A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯彥龍;雷文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大唐移動(dòng)通信設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): G06F9/48
• 分類號(hào): G06F9/48
• 代理公司: 北京潤(rùn)澤恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11319
• 代理人: 劉祥景

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及DSP（數(shù)字信號(hào)處理，Digital?Signal?Processing）技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于DSP的任務(wù)調(diào)度方法和裝置。

背景技術(shù)

DSP技術(shù)主要應(yīng)用在實(shí)時(shí)性強(qiáng)、數(shù)據(jù)量大、計(jì)算密集的應(yīng)用場(chǎng)合，如通信、控制、測(cè)試、電子娛樂(lè)等領(lǐng)域；其中，實(shí)時(shí)性是指DSP的響應(yīng)時(shí)間必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，超出這個(gè)時(shí)間限制將會(huì)使DSP出現(xiàn)致命的錯(cuò)誤。

為了滿足DSP對(duì)實(shí)時(shí)性的要求，以確保對(duì)緊迫程度較高的實(shí)時(shí)事件進(jìn)行及時(shí)響應(yīng)和處理，現(xiàn)有基于DSP的任務(wù)調(diào)度方法通常采用基于優(yōu)先級(jí)的可搶占式調(diào)度策略。其中，優(yōu)先級(jí)是選擇任務(wù)運(yùn)行的唯一依據(jù)，基于優(yōu)先級(jí)也即保證最高優(yōu)先級(jí)的就緒任務(wù)占有CPU，可搶占也即更高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)就緒時(shí)，剝奪當(dāng)前正處于運(yùn)行態(tài)的任務(wù)的CPU使用權(quán)，以讓高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)占有CPU。

上述基于優(yōu)先級(jí)的可搶占式調(diào)度策略在實(shí)際中會(huì)帶來(lái)如下問(wèn)題：由于多任務(wù)共享資源，高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)被低優(yōu)先級(jí)的任務(wù)阻塞，反而使中優(yōu)先級(jí)的任務(wù)先于高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)執(zhí)行，也就是優(yōu)先級(jí)翻轉(zhuǎn)的問(wèn)題。

參照?qǐng)D1，示出了現(xiàn)有技術(shù)一種DSP的基于優(yōu)先級(jí)的可搶占式調(diào)度的示例，該示例中有3個(gè)任務(wù)：A、B和C，該3個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)排序?yàn)椋篈<B<C；假設(shè)采用互斥鎖來(lái)保護(hù)共享資源，該互斥鎖有兩種關(guān)鍵的操作：P操作(Pend)和V操作(Post)；當(dāng)一個(gè)任務(wù)對(duì)一個(gè)互斥鎖進(jìn)行P操作時(shí)，如果該互斥鎖的狀態(tài)為可獲取，則將該互斥鎖的狀態(tài)修改為不可獲取，同時(shí)P操作成功，系統(tǒng)調(diào)用返回；如果該互斥鎖的狀態(tài)為不可獲取，則系統(tǒng)調(diào)用將阻塞該任務(wù)；而當(dāng)有其他任務(wù)對(duì)該互斥鎖執(zhí)行V操作時(shí)，將會(huì)解除等待該互斥鎖的任務(wù)的阻塞狀態(tài)，如果沒(méi)有任務(wù)阻塞在該互斥鎖上，則將該互斥鎖的狀態(tài)修改為可獲取。

圖1中的任務(wù)調(diào)度具體可以包括：

在T0時(shí)刻，任務(wù)A對(duì)某互斥鎖執(zhí)行P操作，若該互斥鎖之前的狀態(tài)為可獲取，則現(xiàn)在變?yōu)椴豢色@取，任務(wù)A占用該互斥鎖，同時(shí)任務(wù)A的P操作成功并返回繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)A；

在T1時(shí)刻，中斷a發(fā)生并觸發(fā)了任務(wù)B；

在T2時(shí)刻，任務(wù)B搶占任務(wù)A的CPU，并處于運(yùn)行狀態(tài)；

在T3時(shí)刻，中斷b發(fā)生并觸發(fā)了任務(wù)C；

在T4時(shí)刻，任務(wù)C搶占任務(wù)B的CPU，并處于運(yùn)行狀態(tài)，任務(wù)C試圖通過(guò)執(zhí)行P操作獲取被任務(wù)A占用的互斥鎖，被阻塞；

在T5時(shí)刻，任務(wù)B重新獲得CPU，并執(zhí)行任務(wù)；

在T6時(shí)刻，任務(wù)B執(zhí)行完畢，并讓出CPU給任務(wù)A；

在T7時(shí)刻，任務(wù)A通過(guò)執(zhí)行V操作釋放上述互斥鎖，任務(wù)C的阻塞被解除，任務(wù)C開始運(yùn)行。

上述方案中，優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)C既要等優(yōu)先級(jí)低的任務(wù)B運(yùn)行完，還要等優(yōu)先級(jí)更低的任務(wù)A釋放互斥鎖之后才能被調(diào)度，如果任務(wù)A和任務(wù)B執(zhí)行的很費(fèi)時(shí)的操作，顯然任務(wù)C的被調(diào)度時(shí)機(jī)就不能保證，而在實(shí)際中高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)通常用于快速完成一些需要及時(shí)處理的事件，因此，上述方案將嚴(yán)重影響DSP的實(shí)時(shí)性。

為了規(guī)避上述高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)不能及時(shí)調(diào)度的問(wèn)題，現(xiàn)有的DSP應(yīng)用系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)事先根據(jù)輕重緩急程度規(guī)劃好各任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，并采用關(guān)中斷的方法，也即在進(jìn)入共享資源的臨界代碼段之前要關(guān)中斷，而在臨界代碼段執(zhí)行完以后要立即開中斷。

上述關(guān)中斷的方法簡(jiǎn)單易行，能夠較好地符合DSP的以計(jì)算、控制為主的任務(wù)需求，但是在關(guān)中斷期間會(huì)不可避免地丟失硬件中斷，故只能在關(guān)中斷期間做一些簡(jiǎn)單快速的操作，無(wú)法適用于所有的互斥場(chǎng)景。

綜上，現(xiàn)有的DSP的基于優(yōu)先級(jí)的可搶占式調(diào)度方案要么實(shí)時(shí)性差，要么使用場(chǎng)景受限。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)實(shí)施例所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于DSP的任務(wù)調(diào)度方法和裝置，能夠在不受使用場(chǎng)景限制的前提下提高DSP的實(shí)時(shí)性。

為了解決上述問(wèn)題，本申請(qǐng)公開了一種基于數(shù)字信號(hào)處理DSP的任務(wù)調(diào)度方法，包括：

在互斥鎖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中記錄占用所述互斥鎖的任務(wù)信息；

在當(dāng)前任務(wù)對(duì)所述互斥鎖執(zhí)行P操作時(shí)，從所述互斥鎖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中讀取占用所述互斥鎖的任務(wù)信息，并將當(dāng)前任務(wù)的優(yōu)先級(jí)與占用所述互斥鎖的任務(wù)的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行比較，如果當(dāng)前任務(wù)的優(yōu)先級(jí)高于占用所述互斥鎖的任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，則將占用所述互斥鎖的任務(wù)的優(yōu)先級(jí)提高到當(dāng)前任務(wù)的優(yōu)先級(jí)。

優(yōu)選的，所述方法還包括：

在所述占用所述互斥鎖的任務(wù)對(duì)所述互斥鎖進(jìn)行V操作時(shí)，若發(fā)現(xiàn)所述互斥鎖的阻塞隊(duì)列中第一個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)低于后面任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，則將所述第一個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)提高到所述后面任務(wù)中的最高優(yōu)先級(jí)。