[發明專利]基于嵌入式操作系統的通用定時器及其工作方法

在審

• 申請號: 201410504029.3
• 申請日: 2014-09-28
• 公開（公告）號: CN104268020A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 曾慶釗;李政;吳蘇卓
• 申請（專利權）人: 天津凱發電氣股份有限公司
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48
• 代理公司: 天津市宗欣專利商標代理有限公司 12103
• 代理人: 常靜彬

技術領域

本發明屬于一種嵌入式操作系統定時器，具體涉及一種基于嵌入式操作系統的通用定時器及其工作方法。

背景技術

在嵌入式產品開發與應用領域，嵌入式操作系統是整個軟件產品的技術基礎。而嵌入式產品的功能一般都是周期循環執行的，任務設計也都以此為原則。因此每種嵌入式操作系統都提供了靈活多樣的軟件定時器功能模塊，以便于用戶的使用。但是每種嵌入式操作系統的設計思想及標準存在差異，導致各自的定時器功能方法及接口函數都不相同。導致由于操作系統升級或變化，用戶應用程序需要不斷變化，以適應定時器接口的變化，從而增加了產品升級維護的費用，同時影響了產品的穩定性和可靠性。

另外對于嵌入式操作系統，一般都是采用基于tick的調度機制，tick是嵌入式操作系統的最小時間單位；根據系統設計特點和要求，tick的時間單位一般在5ms~20ms范圍；tick值過小，任務調度過于頻繁，任務上下文切換所導致的CPU系統開銷較大，整個系統的效率大大降低；而tick過大，系統的實時性會有所降低。在一些強實時系統中，對于要求精度較高的定時功能，如1ms的軟件定時功能，一般的嵌入式操作系統定時器都無法滿足。

發明內容

本發明要解決的技術問題是利用嵌入式操作系統的通用資源和方法，提供一種跨嵌入式操作系統的通用定時器及其工作方法，并可以實現普通定時和精確定時功能，其中普通定時的定時單位為tick，精確定時的時間單位為1ms。

本發明為解決這一問題所采取的技術方案是：

一種基于嵌入式操作系統的通用定時器，包括普通定時器管理任務模塊、普通定時器列表、精確定時器中斷處理模塊、精確定時器列表、定時器計數信號量通知模塊以及硬件定時器，而所述的硬件定時器連接定時器計數信號量通知模塊和精確定時器中斷處理模塊，所述的定時器計數信號量通知模塊在操作系統tick定時中斷處理模塊中，所述的定時器計數信號量通知模塊連接普通定時器管理任務模塊，所述的所述的普通定時器管理任務模塊連接普通定時器列表，所述的精確定時器中斷處理模塊連接精確定時器列表，所述的括普通定時器管理任務模塊、精確定時器中斷處理模塊連接應用任務；所述的普通定時管理任務模塊對普通定時器進行定時管理，每次收到定時器計數信號量通知模塊發送的通知后，掃描普通定時器列表，通過消息方式通知定時器關聯的應用任務；所述的普通定時器列表記錄通用定時器信息，并通過通用定時器創建、刪除接口實現增加和刪除，普通定時器任務定時修改每個普通定時器中的當前計數；所述的精確定時器中斷處理模塊對所有精確定時器進行定時管理，通過消息方式通知該定時器關聯的應用任務；所述的精確定時器列表記錄精確定時器信息，并通過精確定時器創建、刪除接口實現增加和刪除，精確定時器中斷處理模塊定時修改每個普通定時器中的當前計數；所述的定時器計數信號量通知模塊在操作系統tick定時中斷處理模塊中執行，每個tick時間間隔通過計數信號量方式通知普通定時管理任務模塊；所述的硬件定時器由CPU提供，為定時器計數信號量通知模塊、普通定時管理任務模塊提供時鐘信號。

一種基于嵌入式操作系統的通用定時器工作方法，包括以下步驟：

（i）根據嵌入式操作系統接口創建普通定時管理任務，并啟動此任務，創建普通定時器計數信號量；

（ii）根據CPU硬件定時器資源特點，初始化精確定時硬件定時器，啟動硬件定時器功能；

（iii）在操作系統tick定時中斷函數中，每次tick定時到來后，執行一次定時器計數信號量通知模塊，以信號量方式通知普通定時管理任務，開始處理普通定時器列表；

（iv）根據需要為應用任務創建所需要的普通定時器或精確定時器，設定定時時間間隔，記錄此定時器與應用任務的對應關系；

（v）普通定時管理任務以阻塞方式等待普通定時器計數信號量，一旦信號量有效后，檢查普通定時器列表中的每一個定時器，對于定時時間間隔滿足條件的定時器，以消息方式通知此定時器關聯的應用任務，應用任務收到消息后，執行對應的普通定時處理內容；

（vi）每次硬件定時中斷發生時，精確定時器中斷處理模塊執行一遍所有精確定時器的掃描處理，對于定時時間間隔滿足條件的精確定時器，以消息方式通知此定時器關聯的應用任務，應用任務收到消息后，執行對應的精確定時處理內容。

本發明具有的積極效果是：