CN102371955A - 用于整车控制器的分时任务的实现方法 - Google Patents

用于整车控制器的分时任务的实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于整车控制器的分时任务的实现方法，其包括基准时钟模块、任务调度标记模块、任务执行模块和任务标记清除模块；所述基准时钟模块是基准时钟周期的产生及计数，并调用所述任务调度标记模块；所述任务调度标记是利用分时任务的信息及基准时钟计数值及特定算法，将各个任务在时间轴上进行有序而均衡的散列，并进行任务调度标记；所述任务执行模块利用任务调度标记，进行多个任务的触发及执行，并调用所述任务标记清除模块；所述任务标记清除模块在任务执行完成后，依据任务清除标记，进行调度标记清除；本发明有效地解决了软中断时钟计时不精确、源端数据阵发性阻塞和前后台架构中任务执行遗漏等问题。

Description

用于整车控制器的分时任务的实现方法
技术领域
本发明提供了一种任务调度的实现方法，尤其涉及了一种用于整车控制器的分时任务的实现方法。
背景技术
整车控制器作为新能源汽车的动力、驱动的管理与协调的核心，实现节能环保的关键所在；然而，整车控制器涉及的相关子***即控制对象多而复杂，与各控制对象间的数据交换的及时性、可靠性的要求极高；为此，通常采用周期性定时任务或中断进行数据的采集、交换、分析及存储等。
可是，通常采用的周期性定时任务或中断的调度是以时钟周期为核心进行的，如图1所示意；在某个时间点上，会触发多个任务同时进行，如在整车控制器的MCU中与多个控制对象进行数据交换的任务会同时或相继地发生；又因为整车控制器的MCU的运算速度远快于用于数据交换的通信或采集速度，所以各控制对象几乎会在同一时刻接收到整车控制器的要求而响应，造成诸如CAN通信无序竞争及源端数据阵发性阻塞等诸多问题，成为与各控制对象间的数据交换的不及时、不可靠的主要因素之一。
发明内容
本发明主要是针对现有技术的不足，提供了一种用于整车控制器的分时任务的实现方法。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
用于整车控制器的分时任务的实现方法，包括基准时钟模块、任务调度标记模块、任务执行模块和任务标记清除模块；所述基准时钟模块是基准时钟的周期产生及计数，并调用所述任务调度标记模块；所述任务调度标记是利用分时任务的信息(数组)及基准时钟计数值，将各个分时任务在时间轴上以基准时钟周期的K倍(K>0，素数)进行间隔，实现有序而均衡的散列，并做任务调度标记；所述任务执行模块利用分时任务的信息及任务调度标记，进行多个任务的触发及执行，并调用所述任务标记清除模块；所述任务标记清除模块在任务执行完成后，依据任务清除标记，进行调度标记清除。
作为本发明的一优选实施例，所述基准时钟模块包括了基准时钟初始化过程，其具体步骤A为：
A1.计算并设置基准时钟周期；
A2.设置基准时钟中断向量及优先级；
A3.允许基准时钟中断；
A4.开中断/中断允许。
作为本发明的一优选实施例，所述基准时钟模块包括了基准时钟中断过程，其具体步骤B为：
B1.关中断/中断禁止；
B2.基准时钟累加计数；
B3.执行任务调度标记模块；
B4.开中断/中断允许。
作为本发明的一优选实施例，所述任务调度标记模块的具体步骤C为：
C1.输入已经计算得到的基准时钟计数值；
C2.创建任务索引变量并设其初始为0；
C3.依据任务索引，从任务数组中获取执行任务的信息；
C4.根据任务ID计算出任务间隔；
C5.计算出算式（基准时钟计数值+任务间隔）%任务触发周期的值，并进行以下判断：
C51.如果根据算式得出的值不等于0，就直接执行步骤C6和C7；
C52.如果根据算式得出的值等于0，则判断任务调度标记是否溢出，如果溢出，就设置任务调度标记为1，如果没有溢出，任务调度标记的值加1，然后执行步骤C6和C7；
C6. 获取任务索引自加1后的值；
C7.判断任务索引值是否任务数最大值，如果大于任务数最大值，则结束整个过程，如果不大于，继续执行步骤C3。
作为本发明的一优选实施例，所述任务执行模块的具体步骤D为：
D1.创建任务索引变量并设其初始为0；
D2.从任务数组中获取当前任务；
D3.判断当前任务状态是否为1，如果是1，就直接从步骤D8开始执行；如果不是1，就进行步骤D4；
D4.判断当前任务标记是否大于0，如果不大于0，就直接从步骤D8开始执行；如果大于0，就执行步骤D5；
D5.设置当前任务状态为1，即运行状态；
D6.执行当前任务；
D7.设置当前任务状态为0，并设置清除标记；
D8.获取任务索引变量加1后的值；
D9.判断任务索引变量的值是否大于任务数最大值，如果不大于，就重新从步骤D2开始执行；如果大于，就执行步骤D10；
D10.执行任务标记清除模块；
D11.判断是否要退出***，如果要退出，就直接关闭流程；如果不要退出，就重新从步骤D1开始执行。
作为本发明的一优选实施例，所述任务标记清除模块的具体步骤E为：
E1.输入指定任务调度标记清除要求；
E2.判断指定任务调度标记是否要清除，如果不要清除，就直接结束本模块所有流程，如果要清除，就执行下一步E3；
E3.判断指定任务调度标记是否大于0，如果大于0，就获取任务调度标记减1后的值，并结束本模块流程；如果不大于0，就设置指定任务调度标记值为0，并结束本模块流程。
本发明的基准时钟采用外部硬件中断，即中断源为外部晶振，有效地解决了在以往技术中因利用软中断时钟而计时不精确的问题；又因为其是以有限数量的分时任务为基本出发点，任务间以K倍的基准时钟周期进行间隔，使得分时任务的在时间轴上均衡化，有效地避免了因任务集中而导致的诸如CAN通信的源端数据阵发性阻塞等问题；而且本发明的任务调度标记采用累加数值的方式进行，有效地避免了在前后台***架构中有时发生前后台架构中任务执行遗漏的情况。
附图说明
图1是以一种时钟周期为核心的进行分时任务调度的示意图；
图2是涉及本发明的以一种以基准时钟周期及分时任务为核心的进行分时任务调度的示意图；
图3是本发明一种用于整车控制器的分时任务的实现方法一较佳实施例的结构示意图； 
图4是本发明所述基准时钟模块的流程图；
图5是本发明所述任务调度标记模块的流程图；
图6是本发明所述任务执行模块的流程图；
图7是本发明所述任务标记清除模块的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参阅图2到图7，图2是涉及本发明的以基准时钟周期及分时任务为核心的调度方法；图3是本发明一种用于整车控制器的分时任务的实现方法一较佳实施例的结构示意图；图4是本发明所述基准时钟模块的流程图；图5是本发明所述任务调度标记模块的流程图；图6是本发明所述任务执行模块的流程图；图7是本发明所述任务标记清除模块的流程图。
用于整车控制器的分时任务的实现方法，即以基准时钟周期及分时任务为核心的调度方法，包括基准时钟模块、任务调度标记模块、任务执行模块和任务标记清除模块；所述基准时钟模块是基准时钟的周期产生及计数，并调用所述任务调度标记模块；所述任务调度标记是利用分时任务的信息(数组)及基准时钟计数值，将各个分时任务在时间轴上以基准时钟周期的K倍(K>0，素数)进行间隔，实现有序而均衡的散列，并做任务调度标记；所述任务执行模块利用分时任务的信息及任务调度标记，进行多个任务的触发及执行，并调用所述任务标记清除模块；所述任务标记清除模块在任务执行完成后，依据任务清除标记，进行调度标记清除。
所述一种用于整车控制器的分时任务的实现方法，其分时任务的数据结构代码即相关说明如下所示：
typedef struct tagTaskInfo
{
 unsigned long  lTaskID;         //分时任务ID 
 unsigned short uTaskStatus;     //分时任务状态，0x01–运行中
 unsigned short uTriggerPeriod;  //分时任务触发周期
//基准时钟的T倍（T>0,自然数）
 unsigned short uScheduleSet:15; //分时任务调度标记
 unsigned short uScheduleClr:1;  //分时任务调度清除
 void (* pTaskFun)(void);        //分时任务执行入口
}TASKINFO,* PTASKINFO;
所述分时任务数组的数据结构代码即相关说明如下所示：
TASKINFO g_sTasks[256] = {0};    //分时任务数可设为256个
所述基准时钟模块是基准时钟中断模块，以基准时钟的周期进行任务触发周期的计数及调用任务调度标记模块，基准时钟使用外部硬件中断，即中断源为外部晶振，中断优先级高于软中断优先级，中断优先级高于各类软件任务执行模块，这样可以确保基准时钟计数周期的准确性，避免了采用软中断时钟因受运行状态的影响而造成的计数周期的波动，所述基准时钟模块包括了基准时钟初始化过程，其具体步骤A为：  
A1.计算并设置基准时钟周期；
A2.设置基准时钟中断向量及优先级；
A3.允许基准时钟中断；
A4.开中断/中断允许。
所述基准时钟模块包括了基准时钟中断过程，其具体步骤B为：
B1.关中断/中断禁止；
B2.基准时钟累加计数；
B3.执行任务调度标记模块；
B4.开中断/中断允许。
所述任务调度标记模块是以有限数量（如，256个任务，以满足***最大任务数而定）的分时任务为考虑出发点，结合当前的基准任务计数值，以基准时钟周期的K倍（K>0，素数，递增；如2，3，5，7，……）进行间隔，将各个分时任务有序地在时间轴上进行的均衡散列并进行调度标记；任务调度的标记是以计数递增的方式进行的，这样可以有效地避免前后台架构中任务执行遗漏的情况，所述任务调度标记模块具体步骤C为：C1.输入已经计算得到的基准时钟计数值；C2.创建任务索引变量并设其初始为0；C3.依据任务索引，从任务数组中获取执行任务的信息；C4.根据任务ID计算出任务间隔；C5.计算出算式（基准时钟计数值+任务间隔）%任务触发周期的值，并进行以下判断：C51.如果根据算式得出的值不等于0，就直接执行步骤C6和C7；C52.如果根据算式得出的值等于0，则判断任务调度标记是否溢出，如果溢出，就设置任务调度标记为1，如果没有溢出，任务调度标记的值加1，然后执行步骤C6和C7；C6. 获取任务索引自加1后的值；C7.判断任务索引值是否任务数最大值，如果大于任务数最大值，则结束整个过程，如果不大于，继续执行步骤C3。
所述任务执行模块是按照任务ID及任务调度标记进行有序执行各类任务的模块，其在后台运行即通常作为***模块中的一部分或子模块，所述任务执行模块具体步骤D为：D1.创建任务索引变量并设其初始为0；D2.从任务数组中获取当前任务；D3.判断当前任务状态是否为1，如果是1，就直接从步骤D8开始执行；如果不是1，就进行步骤D4；D4.判断当前任务标记是否大于0，如果不大于0，就直接从步骤D8开始执行；如果大于0，就执行步骤D5；D5.设置当前任务状态为1，即运行状态；D6.执行当前任务；D7.设置当前任务状态为0，并设置清除标记；D8.获取任务索引变量加1后的值；D9.判断任务索引变量的值是否大于任务数最大值，如果不大于，就重新从步骤D2开始执行；如果大于，就执行步骤D10；D10.执行任务标记清除模块；D11.判断是否要退出***，如果要退出，就直接关闭流程；如果不要退出，就重新从步骤D1开始执行。
所述任务标记清除模块是由任务执行模块进行调用，目的是在当前任务执行之后，进行任务调度标记的清除，其具体步骤E为：E1.输入指定任务调度标记清除要求；E2.判断指定任务调度标记是否要清除，如果不要清除，就直接结束本模块所有流程，如果要清除，就执行下一步E3； E3.判断指定任务调度标记是否大于0，如果大于0，就获取任务调度标记减1后的值，并结束本模块流程；如果不大于0，就设置指定任务调度标记值为0，并结束本模块流程。
本发明的基准时钟采用外部硬件中断，即中断源为外部晶振，有效地解决了在以往技术中因利用软中断时钟而计时不精确的问题；又因为其是以有限数量的分时任务为基本出发点，任务间以K倍的基准时钟周期进行间隔，使得分时任务的在时间轴上均衡化，有效地避免了因任务集中而导致的诸如CAN通信的源端数据阵发性阻塞等问题；而且本发明的任务调度标记采用累加数值的方式进行，有效地避免了在前后台***架构中有时发生前后台架构中任务执行遗漏的情况。
以上所述，仅为本发明优选实施例的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于整车控制器的分时任务的实现方法，其特征在于：包括基准时钟模块、任务调度标记模块、任务执行模块和任务标记清除模块；所述基准时钟模块是基准时钟的周期产生及计数，并调用所述任务调度标记模块；所述任务调度标记是利用分时任务的信息或数组，以及基准时钟计数值，将各个分时任务在时间轴上以基准时钟周期的K倍进行间隔，K为大于0的素数，实现有序而均衡的散列，并做任务调度标记；所述任务执行模块利用分时任务的信息及任务调度标记，进行多个任务的触发及执行，并调用所述任务标记清除模块；所述任务标记清除模块在任务执行完成后，依据任务清除标记，进行调度标记清除。
2.根据权利要求1所述的用于整车控制器的分时任务的实现方法，其特征在于：所述基准时钟模块包括了基准时钟初始化过程，其具体步骤A为：
A1.计算并设置基准时钟周期；
A2.设置基准时钟中断向量及优先级；
A3.允许基准时钟中断；
A4.开中断/中断允许。
3.根据权利要求1所述的用于整车控制器的分时任务的实现方法，其特征在于：所述基准时钟模块包括了基准时钟中断过程，其具体步骤B为：
B1.关中断/中断禁止；
B2.基准时钟累加计数；
B3.执行任务调度标记模块；
B4.开中断/中断允许。
4.根据权利要求1所述的用于整车控制器的分时任务的实现方法，其特征在于：所述基准时钟使用外部硬件中断，即中断源为外部晶振，中断优先级高于软中断优先级。
5.根据权利要求1所述的用于整车控制器的分时任务的实现方法，其特征在于：所述任务调度标记模块的具体步骤C为：
C1.输入已经计算得到的基准时钟计数值；
C2.创建任务索引变量并设其初始为0；
C3.依据任务索引，从任务数组中获取执行任务的信息；
C4.根据任务ID计算出任务间隔；
C5.计算出算式（基准时钟计数值+任务间隔）%任务触发周期的值，并进行以下判断：
C51.如果根据算式得出的值不等于0，就直接执行步骤C6和C7；
C52.如果根据算式得出的值等于0，则判断任务调度标记是否溢出，如果溢出，就设置任务调度标记为1，如果没有溢出，任务调度标记的值加1，然后执行步骤C6和C7；
C6. 获取任务索引自加1后的值；
C7.判断任务索引值是否任务数最大值，如果大于任务数最大值，则结束整个过程，如果不大于，继续执行步骤C3。
6.根据权利要求1所述的一种用于整车控制器的分时任务的实现方法，其特征在于：所述任务执行模块的具体步骤D为：
D1.创建任务索引变量并设其初始为0；
D2.从任务数组中获取当前任务；
D3.判断当前任务状态是否为1，如果是1，就直接从步骤D8开始执行；如果不是D1，就进行步骤4；
D4.判断当前任务标记是否大于0，如果不大于0，就直接从步骤D8开始执行；如果大于0，就执行步骤D5；
D5.设置当前任务状态为1，即运行状态；
D6.执行当前任务；
D7.设置当前任务状态为0，并设置清除标记；
D8.获取任务索引变量加1后的值；
D9.判断任务索引变量的值是否大于任务数最大值，如果不大于，就重新从步骤D2开始执行；如果大于，就执行步骤D10；
D10.执行任务标记清除模块；
D11.判断是否要退出***，如果要退出，就直接关闭流程；如果不要退出，就重新从步骤D1开始执行。
7.根据权利要求1所述的用于整车控制器的分时任务的实现方法，其特征在于：所述任务标记清除模块的具体步骤E为：
E1.输入指定任务调度标记清除要求；
E2.判断指定任务调度标记是否要清除，如果不要清除，就直接结束本模块所有流程，如果要清除，就执行下一步E3； 
E3.判断指定任务调度标记是否大于0，如果大于0，就获取任务调度标记减1后的值，并结束本模块流程；如果不大于0，就设置指定任务调度标记值为0，并结束本模块流程。
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