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單片機系統中的多任務多線程機制的實現
摘要：單片機系統的開發多情況下不是在嵌入式操作系統平臺上進行的，而是直接基于處理器編寫。在多任務并行執行的要求下，可以借鑒操作系統中的任務和線程機制，對資源和處理器合理進行調度。本文以實例對此進行討論。關鍵詞：單片機 任務 線程 并行處理
引言
首先要指出的是一點是，我們不是討論嵌入式實時多任務操作系統（RTOS）的設計。我們討論的是，在不使用RTOS的控制系統中，如何體現多任務多線程機制的程序設計思想。
一些嵌入式設備可以需要操作系統，例如掌上電腦、PDA、網絡控制器等高性能的手持設備和移動設備。它們往往和無線通信、互聯網訪問和多媒體處理等復雜而強大的功能聯系在一起；對CPU要求也很高，往往是以通用CPU為原型的各種高端嵌入式處理器。
作為一個完整的操作系統，RTOS有一個可靠性很高的實時內核，將CPU時間、中斷、I/O、定時器等資源都包括起來，留給用戶一個標準的應用程序接口（API）；根據各個任務的優先級，合理地在不同任務之間分配CPU的時間，保證程序執行的實時性、可靠性。內核一般都能提供任務調度和中斷服務等功能，部分高檔商業化產品，如Windows XP Embedded，甚至支持32位地址空間、虛擬存儲管理、多進程以及嵌入式操作系統中不多見的動態鏈接庫（DLL）。對于這些RTOS來說，多任務實時處理不是件困難的事情。
但更多的情況下，用戶使用的是另一類CPU——微控制器，即單片機，往往是按照某一流程執行單一任務。出于成本和技術上的原因，這類軟件開發多數還是基于處理器直接編寫，沒有選配實時多任務操作系統作為開發平臺，也不需要將系統軟件和應用軟件分開處理。但是在實際應用中，有時也會面臨同時處理多個并行任務的要求，這就需要安排一種運行機制，來模擬RTOS中的處理方法。
1 RTOS中的設計思想
單處理機多道程序系統具有如下特征：
①從宏觀上看，幾種程序“同時運行”。即它們先后開始了各自的運行，且均未結束。
②從微機上看，幾道程序“交替執行”。對于單處理機系統而言，它們只能輪流地占用CPU。
其實質是指幾道程序在處理機中“交替執行”。我們按照現在常用的方法，把一道程序和一個任務對應，把任務中的每個分開的、獨立執行的部分稱之為線程。
具體到RTOS來說，一方面，實時操作中的多任務引起的并發性和實時性，要求操作系統對資源分配具有更強的控制能力。通常的辦法是采取設立前臺與后臺兩個作業的分配辦法。前臺作業中包含實時采集、控制、處理有關的任務，任務優先級較高；后臺作
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