Contiki是一個開源的、高度可移植的多任務操作系統,適用于聯網嵌入式系統和無線傳感器網絡,Contiki適用于存儲器資源十分受限的嵌入式單片機系統,典型的配置下Contiki只占用約2Kbytes的RAM以及40Kbytes的Flash存儲器。Contiki中還包括一個可選的GUI子系統,可以提供對本地串口終端、基于VNC的網絡化虛擬顯示或者Telnet的圖形化支持。
Contiki進程的阻塞是建立在“函數返回”的基礎上的,如上圖所示,當進程調用PROCESS_YIELD()本質就是return,它向ContikiOS讓出系統控制權。
當進程需要處理更復雜的邏輯時,如果把所有的阻塞語句“裹挾”在進程主體函數時,就會帶來如下問題:主體函數會很冗長,并且很復雜。這違背軟件開發的精髓----降低程序的復雜度。
以uc/os-ii為代表的RTOS對于任務阻塞(一般使用等待:信號量、郵箱、消息隊列等)是很輕松的,這種基于“上下文切換”(Context Switch)的系統,可以在任務調用的任意函數語句中“掛起自己”,如上圖所示。
其實Contiki進程可以調用protothread實現“函數級阻塞”,如上圖所示:
①當protothread等待事件時,它先向process調用PT_YIELD()“掛起函數”;process收到protothread的PT_YIELDED返回值時,執行PROCESS_YIELD()“掛起進程”,向ContikiOS讓出系統控制權。
②當外部事件(一般為中斷)向ContikiOS發消息時,ContikiOS先調度對應的process,process則繼續調用protothread,protothread再處理該事件。
③當protothread處理完所有邏輯后,它向process返回PT_ENDED,此時process知道該protothread已經完成工作。
通過這種“函數級阻塞”技術,可以將邏輯復雜的進程分解成多個protothread,采用分而冶之的辦法,讓程序設計和維護代價大大降低。
小結:Contiki系統調度和阻塞實質是“函數返回”,因此進程設計有3條原則:
① 每個進程響應一個硬件的poll消息;
② 多個硬件之間的時序交給ISR用狀態機完成;
③ 進程主體函數盡可能簡單,如果復雜將拆分成多個protothread。
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2012
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