1、前言
在操作系统中，常常需要延时或周期性的操作，比如任务的延时调度、周期性的触发等。基于对时钟精确性的要求，每个运行的cpu平台都会提供相应的硬件定时机制。 2、基本概念目前cpu提供的定时机制主要归结为以下两类： 倒计数模式 正计数模式 系统tick本质就是基于cpu的硬件定时机制设置一个基础硬件定时器。而对于操作系统来讲，tick提供了系统调度需要的最小基本定时单元。例如在任务中需要进行延时操作，可以以tick为单位，每一个tick所占用的具体时间单元是用户可配置的。一般设置每秒100个tick，则每个tick代表10ms，系统中每延时一个tick单元，代表延时10ms。 3、内核系统时钟的基本配置Rhino中使用tick时，需要进行两项基本配置，一项是tick周期配置，另一项是tick处理函数配置。这两项配置也是操作系统在不同系统移植中的必处理选项。 对于tick周期配置，一般用k_config.h的宏RHINO_CONFIG_TICKS_PER_SECOND来配置，用户可以通过该宏来定义每秒tick数。 系统的tick处理函数指的是每次tick周期触发时，操作系统需要进行的处理。Rhino提供了一个统一的tick函数入口krhino_tick_proc()，一般将此函数加入tick定时中断处理函数。
HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/RHINO_CONFIG_TICKS_PER_SECOND); /*配置定时器触发周期*/ void SysTick_Handler(void) /*中断钩子函数*/ { HAL_IncTick(); krhnio_intrpt_enter(); krhino_tick_proc(); krhnio_intrpt_exit(); }
4、系统时钟的调度处理系统tick的调度处理对象主要是针对任务的。目前主要包括两个方面：延时任务处理和Round-Robin调度触发。 被**延时调度**的任务都会被放入一个延时队列g_tick_head中。任务被延时调度的原因主要有以下两种。 任务主动延时：通过调用krhino_task_sleep(tick_t ticks)函数可以暂时释放当前任务的cpu资源，将当前任务临时加入g_tick_head队列，并切换到其他任务。此函数会将task延时ticks时间，当ticks时间结束，ticks处理需要将此任务重新拉去放回ready队列。处理流程如下图所示： 
**等待资源暂时释放**：任务需要等待资源如信号量、互斥锁等，如果暂时无法获取此共享资源，则操作系统会将该任务放入该资源的阻塞队列。如果设置了等待超时时间，则该任务就会被放入g_tick_head队列。如果在设置的超时时间内还未获取到共享资源，则tick处理会将该任务从g_tick_head队列中取出，并将任务状态设置为超时，超时的状态会通过接口返回给调用者。如果在超时时间内获取到共享资源，则在获取到资源的流程里，将该任务从g_tick_head队列中直接删除，并设置回到正常状态。如下图所示： 
**Round-Robin调度**是一种基于时间片的调度，通过设置任务的最大占用时间片上限，实现同优先级的任务间CPU资源共享。任务能够基于Round-Robin调度，需要有两个前提条件： ①RR调用宏RHINO_CONFIG_SCHED_RR打开； ②任务创建时的调度策略需要设置为KSCHED_RR； 任务创建时，需要设置最大tick数，一旦开启了宏RHINO_CONFIG_SCHED_RR，默认设置时长为RHINO_CONFIG_TIME_SLICE_DEFAULT。 Round-Robin只能针对当前同优先级的任务进行cpu资源切换。其基于tick的调度流程框图如图：
5、tick模块使用tick模块性质属于操作系统内部模块，用户不需要初始化和配置。在芯片移植过程中，需要设置tick周期以及挂载tick的中断处理钩子函数。此外tick提供了几个维护测试接口用来获取基本的tick信息。具体函数格式及简单说明如下： 函数名：sys_time_t krhino_sys_tick_get(void) 此接口返回从tick处理开始执行，到当前为止程序所运行的tick计数。 函数名：sys_time_t krhino_sys_time_get(void) 此接口返回从tick处理开始执行，到当前为止程序所运行的ms数。 函数名：tick_t krhino_ms_to_ticks(sys_time_t ms) 此接口将当前ms数转换为tick数。 函数名：sys_time_t krhino_ticks_to_ms（tick_t ticks） 此接口当前的ticks数转换为ms值。
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发表于 2019-9-24 09:17:31