确定时间片长度 - 时分多线程技术在单片机中的应用

2 确定时间片长度

　　在统筹考虑任务线程段的代码量、外设响应、系统响应性能以及线程切换的数据保护量后，确定以lOms作线程时间片的切换单位。主要考虑以下几方面因素：

　　(1)任务线程段代码量的大小

　　根据各功能模块大小，依据相关性以及时序等逻辑关系，在考虑各功能模块内聚性、线程切换运算量的基础上，进行模块分解、合并，组成线程执行代码段，以确保线程执行代码段(包括中断服务程序的执行时间)能在时间片内完成，从而简化了控制模型，降低了多线程中上下文之间切换的复杂度。

　　例如处理键盘输入，为实现键盘输入的消抖动干扰、冗余读取键值以及持续按键与点击按键功能。通过设置若干标识变量，细分键值处理线程的时序作业步骤，使每个作业执行时间片小于lOms，从而适应时钟片调度的时间约束条件，降低设计风险。

　　对按键的20～30ms防抖动延时，可通过设置标识量keydelay，在时间片中断服务程序中进行延时计数，而在主循环程序中就可进行如下处理。

　　

 

　　(2)外设响应

　　在考虑MCU同各种外设交互的延时因素中，要综合平衡外设延时时间、线程切换、时间片周期等因素对系统整体综合性能的影响，最大限度地提升CPU利用率。

　　(3)A/D数据转换速率

　　对所读温度、功率值的采样频率，根据C8051F005的片上A/D转换速率以及数字滤波处理的信号冗余读数要求，兼顾时间片大小。

　　3 特别注意事项

　　①时间片中断T2应设最高优先级，以免其他中断程序干扰时间片调度程序的实时性处理。

　　②中断服务程序的调度算法应尽量简短，提高系统的响应能力。

　　③注意堆栈操作的溢出控制。

　　④分配在时间片中的线程代码段要有合理的组合与调度考虑，以均衡负担CPU的时间片，降低设计风险。

　　⑤在初始化系统状态时，确保线程状态标识的创建，以及时间片中断T2的使能。

　　⑥慎重处理中断服务程序执行时间，避免挤占线程时间片的正常处理，引起控制紊乱、系统崩溃。

　　结语

　　针对日益复杂、多样、高实时要求的应用项目，本文提供了一种易于设计、功能便于扩充的解决方案。由此也启示我们，采用正确、灵活的设计方法，综合运用现有技术，可有效提高单片机应用系统性能，扩大应用领域，增强实时控制能力，降低开发难度。