DSP/BIOS任务通信和同步 MBX SEM QUE模块API

DSP/BIOS任务通信和同步 MBX SEM QUE模块API

DSP/BIOS的高级应用

DSP在同一时间执行多个任务，当外部数据变为有效或者出现控制信号时，对外部事件进行响应。

通常将这些任务称为线程，DSP/BIOS采用广义的定义：DSP执行的所有独立的指令流。

一个线程是一个单独的控制点，可能包含一个字程序、一个宏或者是一个函数调用。

一、四种线程类型：HWI，SWI，TSK，IDL

怎样选择：

1：严格的实时性

如果线程的执行需要严格的实时性，而线程执行需要的时间又很少时，可以使用硬件中断或者时钟函数完成

硬件中断线程将由外部的同步事件(如A/D转换器的中断信号)触发而执行。HWI函数或中断服务子程序将在

中断发生后执行。DSP/BIOS的应用程序中，HWI中断函数冷处理频率为200KHz的中断(这是一个概数),处理时

间在2-5us之间时，使用硬件中断线程。

硬件中断线程有极小的中断潜伏期(中断触发到中断服务子程序的第一条指令开始执行的时间)

硬件中断线程推荐使用汇编语言。

硬件中断处理函数中，可以将SWI软件中断对象或TSK任务对象放到执行队列里面，但它们必须等到所有的

硬件中断线程结束后才有效，所以要使HWI硬件中断函数尽快结束。

硬件中断函数在调用某些PIP管道模块的API函数时，PIP_alloc,PIP_free,PIP_get,PIP_put等，读写通知

函数也将在中断响应中调用执行。



2：部分实时性

SWI软件中断或TSK任务线程来完成一些非实时性的处理任务。

二者有如下特点：能完成实时的处理任务但允许处理时间相对较长、允许被其他线程抢先。

如果有以下情况之一，使用TSK：

  处理函数需要等待某些资源，以便继续运行

  处理函数与其它线程之间有复杂的联系或数据共享要求

  处理函数有自己的堆栈空间而不是用系统的堆栈空间

  处理函数用到LCK、MBX、SEM等内核模块

  处理函数在创建、删除、退出、就绪、切换时调用钩子函数

因为：

  任务可以被挂起，等待条件满足而继续运行，而SWI不能；

  任务之间通信和同步有SEM、MBX、LCK等，SWI没有；

  任务使用自己的堆栈，而SWI使用系统堆栈；

  任务可调用钩子函数

软件中断：

  往往伴随着硬件中断的发生。一般地若在硬件中断服务函数中调用SWI_post函数，产生软件中断。

  其适合处理一些发生速率较低的任务，对实时性要求不苛刻的任务。SWI可以帮助HWI将一些非严格实时性

  的处理放到低优先级的线程中。(注意：硬件中断响应过程中，系统关中断)

  由于软件中断不能挂起，所以软件中断处理之前必须所有的数据准备好，用邮箱判断。

  

3：周期性的服务

周期性地或在固定的时间间隔内完成处理任务，一般地，时间间隔比处理任务所需的时间长得多，就用PRD。

周期性函数属于SWI软件中断的PRD_swi对象，所有周期函数具有同样的SWI软件中断优先级，所以周期函数不能抢先于其它周期函数。

假若其它的SWI或者TSK处理时间较长，此时需要提高整个PRD周期函数的优先级。

多个周期函数如果被同一个系统时钟触发，那么执行顺序是按照创建时候的顺序执行。

4：不需要实时性

收集统计数据，与自己交换检测数据，用IDL线程。

IDL线程当主函数返回之后，DSP/BIOS内核调用该应用程序所用到的DSP/BIOS模块的初始化启动代码。结束后，进入IDL等待循环，不停地依次调用IDL后台对象中的所有函数。



二、任务的通信和同步 MBX邮箱管理模块

概述：MBX邮箱模块使用一主函数通过邮箱对象的句柄管理邮箱的访问。可配置邮箱能容纳的信息数量。

  邮箱大小的单位是：字

(1)MBX_Handle mbx = MBX_create(Uns msgsize, Uns mbxlength, MBX_Attrs * attrs)

  信息大小、邮箱长度、目前邮箱参数没有定义(保留)，此函数将调用MEM_alloc函数创建邮箱数据结构

  struct MBX_Attrs{

   int segid; // default is 0

  }

(2)void MBX_delete(MBX_Handle mbx)

  删除指定邮箱，调用MEM_free释放存储空间

(3)bool status = MBX_pend(MBX_Handle mbx, Ptr msg, Uns timeout)

  msg是存放邮箱信息的指针，如果等待时间大于timeout则返回。如果邮箱中有信息，此函数将复制第一条信息到msg所指的存储空间，返回TRUE，否则函数挂起当前任务，直到超时或调用MBX_post函数。

  如果timeout取SYS_FOREVER，当前任务会一直挂起，直到MBX_post被调用，若timeout为0，直接返回。

(4)bool status = MBX_post(MBX_Handle mbx, Ptr msg, Uns timeout)

  此函数在将信息写入邮箱之前，需要检查邮箱是否有容纳新信息的空间，若有，写入并返回。调用函数时，若有更高优先级的任务就绪，或者邮箱已满且timeout不为0，则任务切换。

  同理，如果timeout取SYS_FOREVER，当前任务会一直挂起，直到MBX_pend被调用，若timeout为0，直接返回。

三、任务的通信和同步 SEM旗语管理模块

概述：SEM旗语模块使用一组函数通过旗语对象的句柄来管理旗语的使用。DSP/BIOS内核提供的旗语是信号量，借此实现线程的同步和相互作用。

(1)int count = SEM_count(SEM_Handle sem)

  返回sem制定的旗语计数器的当前值

(2)int count = SEM_create(int count, SEM_Attrs * attrs)

  传入初始的旗语信号量计数值和属性参数(目前无定义，保留)成功则返回对象句柄，否则返回NULL

(3)void SEM_delete(SEM_Handle sem)

  删除指定的旗语，并且调用MEM_free函数释放空间

(4)void SEM_ipost(SEM_Handle sem)

  使得处于等待旗语的任务由阻塞状态(Blocked)变为就绪状态(Ready).如果没有等待旗语的任务，函数仅仅对信号旗语计数器加1并返回。

  此函数类似于SEM_post函数，一般地在SWI或者HWI中使用SEM_ipost函数，在任务线程中使用SEM_post函数。

(5)void SEM_new(SEM_Handle sem, int count)

  初始化指定旗语对象的计数器，只能用于静态创建的旗语计数器进行初始化，调此函数不发生任务切换。

(6)bool status = SEM_pend(SEM_Handle sem, Uns timeout)

  如果旗语计数器大于0，此函数对旗语减1返回TRUE，否则会暂停当前任务的运行，直到该函数的旗语达到。

  在timeout时间之后，暂停的任务会变为就绪，若timeout等于SYS_FOREVER，则必须有SEM_post函数才能取消。

  若超时，函数返回FALSE。若旗语计数器为0，而超时参数不为0，则任务切换

(7)void SEM_post(SEM_Handle sem)

  类似于SEM_ipost函数。

(8)void SEM_reset(SEM_Handle sem, int count)

  复位旗语计数器并重新开始计数，调此函数不发生任务切换。

  

四、任务的通信和同步 QUE队列管理模块

概述：QUE模块通过队列句柄的访问来管理一系列队列操作函数。

   每个队列包含0个或者多个有序的元素项，其中每个元素项都是一个结构体变量。

   它的第一个成员是类型为QUE_Elem的变量，该结构体成员用作内部指针。

(1)QUE_Handle queue = QUE_create(QUE_Attrs * attrs)

  队列属性参数目前保留。成功返回新队列对象句柄，失败返回NULL。

(2)void QUE_delete(QUE_Handle queue)

  删除队列

(3)Ptr elem = QUE_dequeue(QUE_Handle queue)

  删除队列最前面的元素项并返回该项的指针，此指针是一个指向结构体的指针，该结构第一个成员必须是

  QUE_Elem类型的成员。

  注意：多任务共享队列时：使用QUE_get函数，此函数取元素时禁止中断。

(4)bool empty = QUE_empty(QUE_Handle queue)

  判定队列是否为空

(5)void QUE_enqueue(QUE_Handle queue, Ptr elem)

  在队尾插入一个元素项，参数elem是一个指向结构体的指针。

  注意：多任务共享队列时：使用QUE_put函数，此函数取元素时禁止中断。

(6)void * elem = QUE_get(QUE_Handle queue)

  如果队列不为空，则此函数删除最前面元素项，并返回指向其的指针，如果队列为空，返回此队列本身。

  判定队列是否为空的方法：

  if( (QUE_Handle)(elem = QUE_get(q))!=q )//队列非空

(7)QUE_Elem * elem = QUE_head(QUE_Handle queue)

  返回一个指向队列中最靠前元素的指针，队列为空，返回此队列本身。

(8)void QUE_insert(Ptr qelem, Ptr elem)

  在原队列的qelem前面插入新元素项elem，多任务共享队列时，此函数应和一些避免冲突的函数配合使用。

(9)void QUE_new(QUE_Handle queue)

  初始化指定的队列对象，使队列变空。

  当使用变量说明方法静态创建队列时，初始化此队列。若队列原来为空，其元素不被处理，而是遗弃。

(10)Ptr elem = QUE_next(Ptr qelem)

  返回元素qelem的下一个元素项的指针，多任务共享队列时，此函数应和一些避免冲突的函数配合使用。

(11)Ptr elem = QUE_prev(Ptr qelem)

  返回元素qelem的前一个元素项的指针，多任务共享队列时，此函数应和一些避免冲突的函数配合使用。

(12)void QUE_put(QUE_Handle queue, void * elem)

  在队尾添加元素项，自动禁止中断

(13)void QUE_remove(Ptr qelem)

  删除队列中的元素项，由于队列是双向链表，所以不要删除头结点。