很多嵌入式開發(fā)人員努力正確地編寫使用 RTOS 的應(yīng)用程序，這些困難包括正確確定系統(tǒng)中有多少任務(wù)、如何設(shè)置優(yōu)先級、協(xié)調(diào)任務(wù)行為、避免常見的陷阱，有時只是讓應(yīng)用程序正常工作!如今，近三分之二的嵌入式系統(tǒng)都使用 RTOS，而且隨著系統(tǒng)的時序要求變得更加復(fù)雜，這個數(shù)字只會隨著時間的推移而增加。在今天的文章中，我們將探討設(shè)計基于 RTOS 的應(yīng)用程序的五種最佳實踐。

　　RTOS 最佳實踐 1 – 通過任務(wù)分解識別任務(wù)

　　開發(fā)人員可以遵循以使其 RTOS 應(yīng)用程序開發(fā)成功的第一個最佳實踐是使用任務(wù)分解在他們的應(yīng)用程序中獲得正確數(shù)量的任務(wù)。有許多技術(shù)可用于分解任務(wù)，但有一種適用于嵌入式開發(fā)人員的方法是使用由外向內(nèi)的方法。在這種方法中，開發(fā)人員遵循七個簡單的步驟：

　　識別并列出主要的系統(tǒng)組件

　　繪制高級框圖

　　標(biāo)記系統(tǒng)輸入

　　標(biāo)記輸出

　　確定第一層任務(wù)

　　確定并發(fā)級別和依賴項

　　識別第二層任務(wù)(應(yīng)用程序任務(wù))

　　在對恒溫器等物聯(lián)網(wǎng)傳感器節(jié)點執(zhí)行此過程時，最終可能會得到如下圖：

　　在這種情況下，系統(tǒng)通常有六個任務(wù)，其中一個任務(wù)監(jiān)督應(yīng)用程序代碼。(根據(jù)系統(tǒng)復(fù)雜性，這個任務(wù)可以進一步分解)。

　　RTOS 最佳實踐 2 – 選擇正確的調(diào)度算法來分配任務(wù)優(yōu)先級

　　很多使用 RTOS 的嵌入式開發(fā)人員從不花時間決定如何安排他們的任務(wù)。他們經(jīng)常假設(shè) RTOS 會為他們做這件事，并且他們的任務(wù)只會基于提供他們選擇的任務(wù)優(yōu)先級而成功運行。事實上，開發(fā)人員可以通過多種不同的方式來安排任務(wù)。

　　首先，開發(fā)人員可以使用任務(wù)響應(yīng)時間來安排任務(wù)。在這些系統(tǒng)中，應(yīng)為響應(yīng)時間最短的任務(wù)分配最高優(yōu)先級。其次，開發(fā)人員可以使用一個任務(wù)執(zhí)行時間來安排任務(wù)。在這些系統(tǒng)中，應(yīng)為執(zhí)行時間最短的任務(wù)分配最高優(yōu)先級。最后，開發(fā)人員可以使用任務(wù)周期來安排任務(wù)。在這些系統(tǒng)中，周期最短的任務(wù)優(yōu)先級最高。

　　只有在你選擇了調(diào)度方法之后，你才能正確設(shè)置你的任務(wù)優(yōu)先級。

　　RTOS 最佳實踐 3 – 使用 RMS 驗證任務(wù)是否可調(diào)度

　　大多數(shù)使用 RTOS 的嵌入式系統(tǒng)中使用的調(diào)度算法是基于周期的調(diào)度，也稱為速率單調(diào)調(diào)度。多年來，針對如何使用 RMS 正確安排任務(wù)進行了大量研究。通常，RMS 帶有開發(fā)人員需要牢記的幾個假設(shè)。

　　首先，RMS 假設(shè)任務(wù)是周期性的并且它們也是獨立的。這意味著如果你有一個非周期性任務(wù)，在分析中你會假設(shè)它是并為其提供一些周期性時間。接下來，RMS 假設(shè) RTOS 使用搶占式調(diào)度。它還假設(shè)所有任務(wù)都是平等的，并且最壞情況下的執(zhí)行時間是恒定的。

　　RTOS 最佳實踐 4 – 使用同步和數(shù)據(jù)流圖

　　在使用由外向內(nèi)的方法來識別應(yīng)用程序中需要的所有任務(wù)之后，嵌入式開發(fā)人員可以創(chuàng)建一個同步和數(shù)據(jù)流圖，該圖的目的是：

　　映射系統(tǒng)中所有數(shù)據(jù)的來源

　　映射數(shù)據(jù)如何從其源移動到系統(tǒng)中的任務(wù)

　　映射如何存儲和訪問這些數(shù)據(jù)

　　映射如何使用該數(shù)據(jù)生成系統(tǒng)輸出

　　下面是我們可能為該應(yīng)用程序制作的數(shù)據(jù)流和同步圖。

　　如你所見，此圖不僅可以幫助我們了解數(shù)據(jù)是如何在系統(tǒng)中移動的，還可以幫助我們了解我們在應(yīng)用程序中需要的 RTOS 組件，例如：

　　隊列

　　流緩沖區(qū)

　　信號量

　　互斥體

　　如果沒有這樣的圖表，開發(fā)團隊必然會遇到開發(fā)和維護問題。

　　RTOS 最佳實踐 5 – 利用 RTOS 最佳實踐指南

　　還有更多其他的最佳實踐，這里整理了一份 RTOS 最佳實踐指南，其中包含常見 RTOS 的最佳實踐，例如：

　　任務(wù)管理

　　內(nèi)存管理

　　績效管理

　　同步和任務(wù)建議

　　RTOS 問題和調(diào)試

　　結(jié)論

　　RTOS 比以往任何時候都更廣泛地用于開發(fā)實時應(yīng)用程序。嵌入式開發(fā)人員遵循這些最佳實踐可以幫助避免犯可能延遲產(chǎn)品交付和總開發(fā)成本的錯誤。