時(shí)間片調(diào)度在單片機(jī)有什么樣的作用？運(yùn)用資料詳細(xì)說(shuō)明

　　單片機(jī)在系統(tǒng)中充當(dāng)CPU的角色，需要同時(shí)處理多個(gè)事務(wù)。如與PC機(jī)通信，將收到的信息轉(zhuǎn)發(fā)給從機(jī)，監(jiān)視數(shù)據(jù)處理情況等一些繁雜而又重要的事情。如何協(xié)調(diào)好各個(gè)事務(wù)之間的關(guān)系，并有條不紊的執(zhí)行各個(gè)事務(wù)，這就需要在編寫(xiě)程序時(shí)采用合適的算法進(jìn)行處理。一般的方法就是在單片機(jī)中移植操作系統(tǒng)，由操作系統(tǒng)來(lái)管理各個(gè)事務(wù)。但由于系統(tǒng)要占用一定的內(nèi)部資源，這對(duì)本身資源非常有限的單片機(jī)來(lái)說(shuō)是不現(xiàn)實(shí)的。所以，很少在單片機(jī)中采用操作系統(tǒng)，而是采用時(shí)間片輪詢調(diào)度的方法進(jìn)行各任務(wù)的管理。時(shí)間片輪詢調(diào)度是一種古老而又簡(jiǎn)單的算法，廣泛運(yùn)用于無(wú)操作系統(tǒng)的微處理器中。在系統(tǒng)中，每個(gè)進(jìn)程被分配一個(gè)時(shí)間段，稱作時(shí)間片，即該進(jìn)程允許運(yùn)行的時(shí)間。如果在時(shí)間片結(jié)束時(shí)進(jìn)程還在運(yùn)行，則CPU將被剝奪并分配給另一個(gè)進(jìn)程。如果進(jìn)程在時(shí)間片結(jié)束前阻塞或結(jié)束，則CPU當(dāng)即進(jìn)行切換。調(diào)度程序所要做的就是維護(hù)一張就緒進(jìn)程列表，當(dāng)進(jìn)程用完它的時(shí)間片后，它被移到隊(duì)列的末尾。時(shí)間片輪詢調(diào)度中有趣的一點(diǎn)是如何確定時(shí)間片的長(zhǎng)度。從一個(gè)進(jìn)程切換到另一個(gè)進(jìn)程是需要一定時(shí)間的，因?yàn)橐４婧脱b入寄存器值及內(nèi)存映像等保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)的工作，更新各種表格和隊(duì)列等。假如進(jìn)程切換，有時(shí)稱為上下文切換，需要的時(shí)間為5毫秒，再假設(shè)時(shí)間片長(zhǎng)度設(shè)定為20毫秒，則在做完20毫秒有用的工作之后，CPU將花費(fèi)5毫秒來(lái)進(jìn)行進(jìn)程切換。CPU時(shí)間的20%被浪費(fèi)在了管理開(kāi)銷上。進(jìn)程切換時(shí)間一定的情況下，如果時(shí)間片長(zhǎng)度設(shè)定的越小時(shí)，這種浪費(fèi)更明顯。所以，時(shí)間片長(zhǎng)度與CPU利用率是一對(duì)不可調(diào)和的矛盾，必須處理好它們之間的關(guān)系。為了提高CPU效率，我們可以將時(shí)間片長(zhǎng)度設(shè)得大一些，這時(shí)浪費(fèi)的時(shí)間只有就會(huì)相對(duì)減小。但在一個(gè)分時(shí)系統(tǒng)中，各個(gè)任務(wù)對(duì)時(shí)間片長(zhǎng)度的要求是不一致的。例如在一個(gè)系統(tǒng)中，可能要求每秒鐘更新一下顯示內(nèi)容，每幾十毫秒要掃描一下按鍵，每幾毫秒要檢測(cè)一下串口緩沖區(qū)等……可見(jiàn)，各個(gè)任務(wù)對(duì)時(shí)間的依賴程度是不一樣的。如果時(shí)間片設(shè)得太長(zhǎng)，某些對(duì)實(shí)時(shí)性要求高的任務(wù)可能得不到執(zhí)行，使得系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性變差?？傊瑫r(shí)間片的設(shè)定應(yīng)滿足對(duì)實(shí)時(shí)性要求最高的那個(gè)任務(wù)，這樣才能確保每個(gè)任務(wù)都可以及時(shí)得到執(zhí)行而不被錯(cuò)過(guò)。