[学习笔记-AUTOSAR] OS-Task任务调度

任务种类：

• BCC1：支持基础任务，唯一优先级，无排队
• BCC2：支持基础任务，共享优先级，可排队
• ECC1：支持基础任务及扩展任务，唯一优先级，无排队
• ECC2：支持基础任务及扩展任务，共享优先级，基础任务下可排队，扩展任务下无排队

任务状态：

状态默认为Suspended，被激活后为Ready，当其在所有Ready中优先级最高时变为Running，若有更高优先级的进来，

• 变回Ready（基础任务），任务终止后状态变回Suspended
• 变成Ready/Waiting（扩展任务），对应的事件被设置后变成Ready（非Running，因为可能有更高优先级的在Running），任务终止后状态变回Suspended

基础任务：

• 状态：Running，Ready，Suspended
• 通常称为单次任务模型，只有当基本任务终止或被更高优先级的任务抢占时，才会释放处理器，因此非常适合嵌入式控制功能
• 基本任务快速有效

扩展任务

• 状态：Running，Ready，Waiting，Suspended
• 在执行期间自动挂起自身任务，为任务提供了一种具有同步点的方法
• 适合于需要中间执行同步的功能
• 时间响应较快，但会一直占用Ram资源，相当于以空间换时间

Task 配置

• 包括：name、Priority、Scheduling、Activation及Autostart

Priority 优先级：0的优先级最低

Task优先级：

• 同一优先级的任务以先进先出FIFO(First In First Out)的原则从Ready状态Release。
• 使用时避免用Share Priorities（实时性差，无法进行调度可行性分析）

Scheduling 调度：抢占/非抢占。为了获得最佳的应用程序性能，选择抢占式。

调度方式：

• 静态调度：在调度前就已经配置好；动态调度：根据负载率自动去调度
  • AUTOSAR仅支持静态调度的方式，在单个处理器上一次只运行一个任务，不同任务之间通过调度表或者Alam进行切换
• 当更高优先级进来时，
  • 抢占式，直接打断，下一个结束后前一个继续
  • 非抢占式，等待前一个任务结束后
  • 协作式（这种方式需要自己构建），等前一个任务主动告诉OS何时可以抢占，下一个进，下一个结束后前一个继续

执行顺序：当有些任务的执行需要基于另一个任务执行的结果时，可通过：

• 直接激活链：使用ActivateTask()调用
• 优先级：将需要优先执行的设置得更高，通过抢占式实现

Activation 激活：在Ready状态下可以排队的最大任务激活数。

激活Task的方式：

• 直接激活：调用API：ActivateTask()
• 间接激活：Alarm到期：对于系统中的每个Alarm，可以指定一个任务，该任务在每次Alarm过期时激活
• 间接激活：Schedule Table调度表：对于系统中的每个调度表，可以指定在表上的一个或多个到期点激活的任务
• 对于BCC1、ECC1和ECC2任务，激活次数始终为一次。即只有在处于挂起状态时才能激活。在未挂起的情况下，尝试激活将导致错误。
• 大于1的值表示操作系统将对激活进行排队，任务结束时再次激活。

任务终止：

• TerminateTask()：进入挂起状态
• ChainTask(TaskID)：终止任务，激活任务TaskID（即终止当前任务，开始下一个任务）

Idle任务：

• 在抢占式OS中，没有Task运行且没有中断运行时，也必须要有些事情做（处于繁忙的等待循环），可定义Idle任务来覆盖“繁忙的等待循环”这个默认行为
• 当没有Task运行且没有中断运行时自动运行，因此

1. 不能被手动激活/终止
2. 不能被Chain/Activate调用
3. 不能使用内部资源

• 退出时返回一个bool值，true则下次还进Idle，false则下次进默认行为（繁忙的等待循环）

堆栈管理：

• RTA-OS使用单栈模型，即所有的Task、ISRs在同一个堆栈区域上运行

  • 当任务被抢占时，高优先级任务在同一堆栈上继续使用。当任务终止时，它使用的堆栈空间被回收，然后重新用于下一个优先级最高的任务运行

• 堆栈大小与系统中优先级的数量成比例

  • 共享优先级（同一优先级）的任务需等待前一个结束才能进行

  • 优先级数量越少，堆栈使用空间越小，但是响应时间会变长

• 扩展任务的Waiting状态为保存至内部操作系统缓冲区中