3 多重定時(shí)器設(shè)計(jì)

 

　　3．1 設(shè)計(jì)方案

 

　　選用看門(mén)狗定時(shí)器機(jī)制來(lái)設(shè)計(jì),?？撮T(mén)狗定時(shí)器操作較為簡(jiǎn)單，只有4個(gè)函數(shù),，即wdCreate()、wdDelete(),、wdStart(),、wdCancel()?？撮T(mén)狗定時(shí)器與調(diào)用任務(wù)異步執(zhí)行,，并不阻塞調(diào)用任務(wù)，所以看門(mén)狗定時(shí)器很適合多任務(wù)的非阻塞計(jì)時(shí),。

 

　　當(dāng)看門(mén)狗定時(shí)器啟動(dòng)后,，如果在規(guī)定的30 ms內(nèi)收到了正確的確認(rèn)包，就會(huì)將定時(shí)器取消掉,，繼續(xù)發(fā)送下面的數(shù)據(jù)包,。如果30 ms規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收到確認(rèn)數(shù)據(jù)包ACK,，則需要重新發(fā)送數(shù)據(jù)包，并啟動(dòng)第2個(gè)40 ms的定時(shí)器,。VxWorks中單CPU的任務(wù)間常用通信機(jī)制是消息隊(duì)列,。當(dāng)定時(shí)器到時(shí)后利用消息隊(duì)列向發(fā)送任務(wù)發(fā)送消息，通知發(fā)送任務(wù)重新發(fā)送數(shù)據(jù)包,，啟動(dòng)下一定時(shí)器,。看門(mén)狗定時(shí)器的回調(diào)函數(shù)可以執(zhí)行msgQSend()這種向消息隊(duì)列發(fā)送消息的函數(shù),，我們通過(guò)msgQSend()函數(shù)向主任務(wù)發(fā)送時(shí)限已達(dá)消息,。但是，將msgQSend()的延時(shí)參數(shù)設(shè)為wAIT_FOREVER時(shí),，消息隊(duì)列中一旦沒(méi)有了可用緩沖,，則進(jìn)入等待狀態(tài)。由于中斷服務(wù)程序優(yōu)先級(jí)高,，而從消息隊(duì)列中接收消息的優(yōu)先級(jí)低,，當(dāng)有任務(wù)準(zhǔn)備從消息隊(duì)列中取消息時(shí)，要等待中斷服務(wù)程序執(zhí)行完畢,，則消息隊(duì)列始終處于已滿狀態(tài),，造成系統(tǒng)死鎖。如果將msgQSend()函數(shù)中的延時(shí)參數(shù)改為NO_WAIT,，則可避免一直等待向消息隊(duì)列發(fā)消息的情況,，一旦消息隊(duì)列已滿就將該消息丟棄。但這樣一來(lái),，向接收端發(fā)送數(shù)據(jù)包任務(wù)接收不到定時(shí)器超時(shí)消息,，不會(huì)重發(fā)原序列號(hào)數(shù)據(jù)包和啟動(dòng)下一定時(shí)器，所以使用參數(shù)NO_WAIT也不可行,。

 

 

　　這里提出一種避免上述情況造成系統(tǒng)死鎖的方法,，即使用信號(hào)量機(jī)制來(lái)使msgQSend()不在中斷服務(wù)程序中執(zhí)行。通過(guò)使用信號(hào)量的任務(wù)間同步機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能,。釋放信號(hào)量函數(shù)semGive()不像msgQSend()那樣需要在消息隊(duì)列中等待,，一旦執(zhí)行就可以馬上釋放信號(hào)量，從而避免了沖突,。

 

　　由于任務(wù)中事件發(fā)生有一定間隔,，不必選用計(jì)數(shù)器信號(hào)量，所以選用最常用的二進(jìn)制信號(hào)量,。首先建立3個(gè)先進(jìn)先出的二進(jìn)制信號(hào)量,，設(shè)定可調(diào)用信號(hào)量為空。然后在看門(mén)狗定時(shí)器的回調(diào)函數(shù)中使用semGive()函數(shù)來(lái)釋放信號(hào)量，重建一個(gè)任務(wù)在任務(wù)起始使用semTake()函數(shù)來(lái)獲取信號(hào)量,。當(dāng)獲得信號(hào)量后,，通過(guò)msgQSend(，,，,，WAIT_FOREVER，)函數(shù)向消息隊(duì)列中發(fā)送超時(shí)消息,，而且保證只要消息隊(duì)列有可用緩沖,，就一定可以將消息送出。本文給出一個(gè)多重定時(shí)器的任務(wù)框架,，如圖3所示,。

 

 

　　3．2 主要實(shí)現(xiàn)代碼

 

　　一個(gè)三重定時(shí)器的主要實(shí)現(xiàn)代碼如下：

 

　　以上程序中通過(guò)sysClkRateSet(100)將最小延時(shí)單位tick修改成10 ms，它是幾個(gè)定時(shí)時(shí)間(30 ms,、40 ms,、60ms)的最大公約數(shù)。通過(guò)抓包軟件Ethereal抓包,，查看發(fā)送時(shí)間,。以30 ms為例，抓包100次的平均定時(shí)時(shí)間在25 ms左右,。出現(xiàn)這種情況的原因是,，延時(shí)N個(gè)tick實(shí)際是延時(shí)(N-1)tick~N·tick。由于是等可能概率,，則它的數(shù)學(xué)期望是(N+1／2),。對(duì)于tick為10 ms，30 ms即N=3,，數(shù)學(xué)期望為25 ms,。示意圖如圖4所示。

 

 

　　延時(shí)精度為1／N秒,，N越大越精確,。于是調(diào)用函數(shù)synClkRateSet(500)，可以使定時(shí)的最大誤差不超過(guò)2 ms,。但是如果時(shí)鐘頻率太高,，會(huì)造成系統(tǒng)在時(shí)鐘中斷處理方面開(kāi)銷太大，影響系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度,，最好通過(guò)實(shí)驗(yàn)選用較為合適的時(shí)鐘頻率,。這里選用sysClkRate-Set(200),。

 

　　結(jié) 語(yǔ)

 

　　本文針對(duì)VxWorks下UDP網(wǎng)絡(luò)通信中的可靠傳輸問(wèn)題,，提出了一個(gè)支持重傳和定時(shí)等待確認(rèn)的協(xié)議，并利用VxWorks系統(tǒng)提供的信號(hào)量同步,、消息隊(duì)列和看門(mén)狗定時(shí)器等多種機(jī)制,，綜合設(shè)計(jì)了一種可擴(kuò)展的三重定時(shí)器,。針對(duì)遇到的具體問(wèn)題，筆者還進(jìn)行了一定的優(yōu)化處理,。這種多重定時(shí)器模型已在筆者所研究的項(xiàng)目中得到利用,，驗(yàn)證了其可行性和相對(duì)穩(wěn)定性。這種多重定時(shí)器模型并不完全適合所有環(huán)境,，需要根據(jù)具體情況改進(jìn)和優(yōu)化,。