[發(fā)明專利]一種嵌入式軟件定時器管理方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810629342.8
• 申請日: 2018-06-19
• 公開（公告）號: CN109032772A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬建輝;于良杰;李研強(qiáng);車曉波
• 申請（專利權(quán)）人: 山東省科學(xué)院自動化研究所
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 董雪

本發(fā)明公開了一種嵌入式軟件定時器管理方法及系統(tǒng)，軟件定時器管理的設(shè)計基于靜態(tài)數(shù)組法，使用一個定時器節(jié)點數(shù)組來保存所有的定時請求，每一個定時器節(jié)點都有一個狀態(tài)項，表示該定時器正處于空閑、使用或溢出狀態(tài)。定時器的定時值和定時器超時后要發(fā)送的消息也存儲在定時器節(jié)點中，從而實現(xiàn)用一個硬件定時器為用戶提供多個軟件定時器，本申請以單個硬件定時器作為所有軟件定時器的定時基準(zhǔn)，硬件定時器以固定的時間間隔觸發(fā)中斷，中斷觸發(fā)時間恒定不變，不會因更新中斷觸發(fā)時間造成累積誤差。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及嵌入式技術(shù)領(lǐng)域，具體的說,是涉及一種嵌入式軟件定時器管理方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在嵌入式軟件的設(shè)計中，時間是一個很重要的參數(shù)，很多控制邏輯和協(xié)議都有時間約束，定時是實現(xiàn)這些控制邏輯和協(xié)議的關(guān)鍵手段。在嵌入式系統(tǒng)中，一般而言，硬件定時器的數(shù)量少于定時應(yīng)用的數(shù)量，不可能為每一個定時應(yīng)用單獨分配一個硬件定時器。在這種情況下，設(shè)計一種軟件定時器，使用單個硬件定時器模擬多個軟件定時器，來滿足應(yīng)用中的定時需要，成為一種比較通用的做法。

中國發(fā)明專利：一種硬件定時器的管理方法(申請?zhí)枺?01410058072.1)，提出了一種基于單個硬件定時器實現(xiàn)多個定時應(yīng)用的方法，根據(jù)定時值從小到大的順序維護(hù)定時項鏈表，每次加入一個新的定時項，都需要更新鏈表，而且需要在硬件定時器中斷處理程序中不斷更新硬件定時周期設(shè)置，這種方式不僅需要考慮中斷處理程序執(zhí)行時間對各個定時項的影響，而且很難處理加入一個定時值小于硬件定時器當(dāng)前定時周期的定時項的情形。

中國發(fā)明專利：嵌入式系統(tǒng)軟件擴(kuò)展定時器的方法(申請?zhí)枺?01410645245.X)，定義了全局軟件定時器數(shù)組，當(dāng)任務(wù)需要開啟軟件定時器時，根據(jù)任務(wù)定時時間、硬件定時器精度計算定時值，在硬件定時器中斷處理函數(shù)中對定時值減一，定時值為零時執(zhí)行定時應(yīng)用。這種方法不僅沒有描述軟件定時器的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而且只是針對單次定時，沒有考慮多次定時和循環(huán)定時，而且，在硬件定時器中斷處理函數(shù)中對全局軟件定時器數(shù)組進(jìn)行操作容易引起中斷處理程序執(zhí)行時間過長，導(dǎo)致中斷嵌套，引發(fā)堆棧溢出等問題。

中國發(fā)明專利：用于操作系統(tǒng)中的定時器管理裝置和管理方法(申請?zhí)枺?01010177499.5)，提出了一種采用單個定時器管理進(jìn)程取代多個定時任務(wù)進(jìn)程的方式，解決了多個定時進(jìn)程消耗內(nèi)存資源的問題。該專利根據(jù)定時觸發(fā)的次序和定時時間的大小維護(hù)激活定時器鏈表和暫停定時器鏈表，管理方法復(fù)雜，鏈表以指針形式動態(tài)分配軟件定時器節(jié)點的內(nèi)存，在功能安全上不如靜態(tài)分配。每次加入一個新的定時器時，需要更新硬件定時器的中斷觸發(fā)時間，會造成激活定時器的計時時間誤差，多次更新會造成相當(dāng)可觀的累積誤差，同時，該專利也沒有考慮多次定時。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種嵌入式軟件定時器管理方法及系統(tǒng)，根據(jù)定時應(yīng)用的特點及分類，以結(jié)構(gòu)體的形式設(shè)計一種涵蓋單次定時、多次定時和循環(huán)定時三種類型定時的軟件定時器節(jié)點的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使用一個靜態(tài)分配的軟件定時器節(jié)點數(shù)組來定義所有的定時任務(wù)。以單個硬件定時器作為所有軟件定時器節(jié)點的定時基準(zhǔn)，硬件定時器以固定的時間間隔觸發(fā)中斷，觸發(fā)MCU執(zhí)行硬件定時器中斷服務(wù)程序。軟件定時器管理程序在主循環(huán)體中運(yùn)行，完成對各個軟件定時器節(jié)點的處理。同時，提供了一系列API，通過調(diào)用這些API，可以啟動、停止或重啟單次定時、多次定時和循環(huán)定時。

硬件定時器中斷服務(wù)程序以固定的時間間隔周期執(zhí)行，軟件定時器管理程序在主循環(huán)體中循環(huán)執(zhí)行，API可以在系統(tǒng)的任何位置自由調(diào)用。軟件定時器管理程序處理系統(tǒng)中所有軟件定時器節(jié)點，軟件定時器節(jié)點處理程序是使單個軟件定時器完成定時任務(wù)的方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種嵌入式軟件定時器管理方法，包括如下步驟：

以靜態(tài)分配方法為系統(tǒng)所有軟件定時器節(jié)點分配相應(yīng)的存儲區(qū)域，定義軟件定時器的被處理順序；