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利用OS任務調度來實現嵌入式數據管理[3]

互聯網技術責任編輯：niconise 2012-03-19

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摘要：2利用μC/OS任務調度算法實現嵌入式數據管理在低端的嵌入式應用中，數據管理的主要功能就是數據存儲與數據刪除。傳統的做法是對數據存儲空間按地址順序編號，數據存儲與刪除均根據編號操作，每個編號的存儲空間還提供了標志位，用于判斷該空間是否已被占用。這種方法有一個很大的弊端：多次刪除后會出現存儲空間碎片，這造成后續操

2 利用μC/OS任務調度算法實現嵌入式

數據管理在低端的嵌入式應用中，數據管理的主要功能就是數據存儲與數據刪除。傳統的做法是對數據存儲空間按地址順序編號，數據存儲與刪除均根據編號操作，每個編號的存儲空間還提供了標志位，用于判斷該空間是否已被占用。這種方法有一個很大的弊端：多次刪除后會出現存儲空間碎片，這造成后續操作中查找空閑空間耗時較長，且存儲量越大，這個現象越嚴重，大大降低了數據管理操作的效率。有些程序員為了解決這個弊端對刪除操作只提供刪除所有記錄的功能，不提供單獨刪除某個記錄的功能，但這顯然犧牲了產品的易用性。本文利用μC/OS任務調度算法實現嵌入式數據管理，可有效解決以上問題。

2.1 基本思想

利用μC/OS任務調度算法實現嵌入式數據管理的基本思想是：將μC/OS中的“任務優先級”與數據管理的“記錄號”對應，將“任務就緒態”與“存儲空間空狀態”（注意，不是存儲空間滿狀態）對應，將“任務空閑態”與“存儲空間滿狀態”對應，將“使任務進入就緒態”與“數據刪除”對應，將“使任務進入空閑態”與“數據存儲”對應，將“查找當前處于就緒態的較高優先級任務”與“查找當前空閑存儲空間”對應。即在實際應用中，數據存儲前先根據μC/OS中的“查找當前處于就緒態的較高優先級任務”的方法查找目前優先級較高的空閑存儲空間，獲得相應記錄號，然后在數據存儲后根據μC/OS中的“使任務進入空閑態”的方法使相應記錄的存儲空間置為“滿”狀態；數據刪除后根據μC/OS中的“使任務進入就緒態”的方法使相應記錄的存儲空間置為“空”狀態。顯然，該方法較傳統方法有兩大優點：查找空閑存儲空間的速度遠高于傳統方法，且查找時間為常數，即查找時間與記錄數無關（傳統方法的查找時間隨記錄數遞增）；不會出現存儲空間碎片，因為本方法按優先級存儲數據，刪除的存儲空間的優先級肯定高于未使用的存儲空間，則在后續存儲操作中會將其優先用于存儲，從而也就避免了存儲空間碎片的出現。

2.2 算法的改進

μC/OS的最大任務數為64,這意味著直接采用μC/OS任務調度算法實現的數據管理的最大記錄數也僅為64個，這顯然不適用于多數應用場合，因此需對算法進行改進。本方法引入“頁”的概念，即每64個記錄為1頁，數據存儲前先查找包含空記錄的頁號，然后在該頁中查找空記錄。查找包含空記錄的頁號的方法與查找空記錄的方法相同（即都根據μC/OS中的“查找當前處于就緒態的較高優先級任務”的方法查找），因此最大記錄數為64記錄/頁×64頁=4096個記錄。依此類推，可繼續擴大存儲記錄數。為了理解方便，下文代表記錄空閑狀態和頁內記錄號的全局變量定義為OSRdyTbl[64][8]、OSRdyGrp[64]和prio,代表頁空閑狀態和頁號的全局變量定義為OSRdyPage、OSRdyPageTbl[8]和PrioPage,代表記錄在整個存儲空間的序號定義為RecordNo（則RecordNo = PrioPage×64+prio）。

2.3 嵌入式數據管理主要步驟的實現

2.3.1 數據初始化

在嵌入式系統剛運行時，所有記錄應為空狀態，因此需將代表記錄空閑狀態和頁空閑狀態的全局變量OSRdyTbl[]、OSRdyGrp、OSRdyPageTbl[]和OSRdyPage的所有字節均初始化為0xff（因為“1”代表空閑）。

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