Модуль 12: ОС реального времени: DSP/BIOS
Цифровой сигнальный контроллер TMS320F2812
Texas Instruments Incorporated
Операционная система реального
времени (RTOS)
Что такое RTOS?
Особый класс операционных систем для цифровых сигнальных процессоров
Способна обслуживать множество пользовательских задач одновременно («многозадачная ОС»)
Для всех задач, запущенных в системе гарантируется, что случайное внешнее события в окружении каждой конкретной задачи будет обслужено в заданное время (“Наихудшее время отклика”).
Все задачи должны быть обслужены одновременно («многозадачная ОС») И своевременно (“RTOS”)
RTOS очень популярна во встраиваемых 12 - 2
системах управления
Операционная система реального-
времени (RTOS)
Что такое задачи?
Прохождение или исполнение программного объекта, который:
Контролируется частью машинного кода
‘собственник’ предоставляет набор ресурсов для
запуска/продолжения хода выполнения
Характеризуется набором переменных состояний
(регистры, программный счетчик, локальные переменные стека, семафоры и почтовые ящики)
Задача программируется и отлаживается независимо от других
Доступ к периферии или передача данных между задачами осуществляется системными функциями RTOS.
12 - 3
Операционная система реального- времени (RTOS)
Что такое модель состояния задач?
Каждая из задач может находиться в одном из следующих состояний:
Для описания стрелок с 1 по 8 |
|
смотрите следующий слайд |
12 - 4 |
|
Операционная система реального-
времени (RTOS)
Когда задача изменяет своё состояние?
1.Задача создается функцией инициализации
2.Задача выбрана планировщиком для исполнения ЦП
3.Планировщик изменяет состояние задачи в соответствии с правилами планирования RTOS
4.Запущенная задача ожидает внешнее событие, сообщение от другой задачи или сигнал
5.Произошло событие блокирующее задачу
6.Задача завершила своё исполнение
7.Задача реактивирована другой задачей или событием
8.Задача не будет больше использоваться (до тех пор пока встраиваемая система не будет выключена)
Все остальные переходы из состояния в состояние не |
12 - 5 |
правомочны. |
|
Операционная система реального- времени (RTOS)
Что такое планировщик задач?
Важной частью RTOS является расписание последовательного исполнения фаз задач и изменения их состояний
Два основных режима работы планировщика:
Режим с разделением по времени – время работы задачи задается выделенными квантами процессорного времени
Режим приоритетов – время работы задачи определяется в соответствии с приоритетом задачи. Если задачи с высшим приоритетом получает статус «готова», то она занимает всё процессорное время.
Texas Instruments DSP/BIOS
Что такое DSP/BIOS?
BIOS = “Build In Operating System”
Texas Instruments создала ОС реального времени для DSP процессоров семейства TMS320
Полнофункциональное, масштабируемое ядро реального времени
Средства конфигурирования системы
Планировщик вытесняющей многопоточности
Средства анализа реального времени 12 - 7
Texas Instruments DSP/BIOS
Почему используют DSP/BIOS?
Помощь в управлении комплексными системными ресурсами C28x
Позволяет разрабатывать и тестировать задачи независимо в многозадачной среде управления
Сокращает время разработки программных проектов
Легкость в поддержке и документировании программного обеспечения
Интегрирована в Code Composer Studio IDE
Не требуется платить за лицензию
Полностью поддерживается TI и является
ключевым компонентом технологии программного обеспечения реального времени eXpressDSP™
Требует минимальное число MIPS и |
12 - 8 |
|
Средства конфигурирования
DSP/BIOS
(файл .cdb)
Средства установки системы
Управление конфигурацией
памяти (строит ..cmd файл),,
библиотеки поддержки
реального времени,, вектора
прерываний,, установка и
сброс системы,, и др..
Средства анализа в реальном времени
Позволяет отображать
отладочную информацию запущенного проекта без его остановки
Планировщик реального времени
Ядро менеджера управления
потоками
Ввод/Вывод/ в реальном
времени
Позволяет установить |
12 - 9 |
коммуникацию между двумя
Трудности проектирования - добавить новую функцию
Функция 1 |
Функция |
2 |
TI DSP |
Существующая функция
Новая функция
Проблема:
Имеется ли достаточный
вычислительный ресурс для
добавления новой функции?
Может ли возникнуть конфликт
ресурсов между новой функцией и
существующей?
Будет ли удовлетворять новая
функция всем временным
ограничениям встраиваемой системы
Каково жеуправленияможетреальногобыть решение?врем ? 12 - 10