μC/OS-Ⅱ在应用系统中任务划分方法的研究

μC／OS-Ⅱ是由JeanJ.Labrosse于1992年开始提出的一个源码公开的嵌入式实时多任务操作系统，至今仍在继续发展，其已经在工业控制、仪器仪表、汽车电子、航空航天和消费电子等领域得到了广泛应用。它采用占先式实时调度方式，结构简洁精练、可读性强、性能稳定、便于移植，只需少量的工作就能将其移植到8位、16位和32位微处理器上。目前，μC／OS-Ⅱ已成为嵌入式开发人员入门嵌入式操作系统的合适选择。开发基于μC／OS-Ⅱ的嵌入式

μC／OS-Ⅱ是由Jean J.Labrosse于1992年开始提出的一个源码公开的嵌入式实时多任务操作系统，至今仍在继续发展，其已经在工业控制、仪器仪表、汽车电子、航空航天和消费电子等领域得到了广泛应用。它采用占先式实时调度方式，结构简洁精练、可读性强、性能稳定、便于移植，只需少量的工作就能将其移植到8位、16位和32位微处理器上。目前，μC／OS-Ⅱ已成为嵌入式开发人员入门嵌入式操作系统的合适选择。

开发基于μC／OS-Ⅱ的嵌入式应用系统，首先需针对目标硬件平台对μC／OS-Ⅱ进行移植。在详细分析总体需求的基础上，将系统功能合理地划分为多个不同任务实现。由此可见，在实现嵌入式应用系统的过程中，任务划分是十分重要的环节。划分任务是否合理有效不仅直接决定了μC／OS-Ⅱ的性能和执行效率，还间接影响着应用系统甚至整个项目的成败。

对于国内众多嵌入式方向的研究人员和爱好者，基于实时操作系统μC／OS-Ⅱ进行教学或者研发，大多侧重于μC／OS-Ⅱ在各种特定目标硬件平台上的移植和简单使用。而μC／OS-Ⅱ上的复杂系统开发特别是划分任务策略虽已引起诸多关注，但到目前为止却鲜有详细而系统的研究成果。本文在总结前人工作和实际开发经验的基础上，研究了μC／OS-Ⅱ任务划分的方法和原则，并结合实践给出基于MC9S12NE64硬件平台的应用实例。

1 μC／OS-Ⅱ的任务管理机制

在μC／OS-Ⅱ中，每个任务可以是一个典型的无限循环，都处在μC／OS-Ⅱ规定的一种任务状态。程序员把一个大地应用程序分成相对独立的多个任务来完成，大大提高了CPU的利用率，极大地方便了应用程序的设计和维护。而多任务系统则通过任务切换实现各个任务之间的调度运行。

从存储结构来看，任务由3个部分组成：任务的程序代码、任务堆栈和任务控制块(PCB)。其中，任务堆栈用来保存该任务运行时的工作环境；任务控制块用来保存该任务的一些属性；任务程序代码则描述了该任务的执行过程。μC／OS-Ⅱ可以管理多达64个任务，其中的空任务(IDLE)和统计任务(STATISTICS)为系统任务，其余都属于用户任务。μC／OS-Ⅱ规定其每个任务必须设置为不同且惟一的优先级(优先级的数值越小，则代表任务的优先级别越高)，而μC／OS-Ⅱ内核会调度处于就绪状态优先级最高的任务进行处理，并分配CPU。就绪状态属于任务的5种状态之一，其余4种状态分别为：睡眠状态、运行状态、等待状态、中断服务状态。μC／OS-Ⅱ的任务总会处于这5种状态之一，并根据不同的条件在5种状态中进行切换，如图1所示。