嵌入式時(shí)鐘管理器的設(shè)計(jì)方案與實(shí)現(xiàn)

　　returnOK;//定時(shí)器啟動(dòng)成功

　　}

　　}

　　returnERROR;//給定定時(shí)器ID無(wú)效

　　}

　　調(diào)用該接口函數(shù)，即可啟動(dòng)已創(chuàng)建(wdCreate)的軟件定時(shí)器。當(dāng)經(jīng)歷ticks節(jié)拍后，給定函數(shù)wdr將被執(zhí)行，以完成用戶的定時(shí)需求。

　　(2)定時(shí)器守護(hù)例程

　　定時(shí)器守護(hù)例程wdDaemon被置于前述的鉤子函數(shù)clkTick_ISR_hook中，以使其周期性執(zhí)行。由于本例程自身的特點(diǎn)，它應(yīng)作為clkTick_ISR_hook的最后一個(gè)調(diào)用函數(shù)。本例程是軟件定時(shí)器實(shí)現(xiàn)的核心，而其關(guān)鍵又是對(duì)系統(tǒng)棧的調(diào)整，為說(shuō)明其實(shí)現(xiàn)流程，給出了如圖2所示的wdDaemon的棧(stack)結(jié)構(gòu)。

　　由圖2可知：wdDaemon的返回地址沒(méi)有入棧，因其為clkTick_ISR_hook中的最后一個(gè)函數(shù)調(diào)用，故其返回地址被優(yōu)化掉。wdDaemon將棧頂?shù)?B數(shù)據(jù)上移2B，然后將定時(shí)器指定函數(shù)的地址插入騰出的棧空間(2B)中。如此，該地址將會(huì)被IRET彈入IP中。由于IRET指令的執(zhí)行而使中斷系統(tǒng)復(fù)位以重新響應(yīng)外部中斷，同時(shí)也使定時(shí)器指定函數(shù)在非中斷態(tài)執(zhí)行，從而不過(guò)分影響系統(tǒng)的響應(yīng)速度。

　　2.3.2 delta列表法

　　delta列表法僅維護(hù)有效定時(shí)器的鏈表，且鏈表中的定時(shí)器結(jié)點(diǎn)按定時(shí)剩余時(shí)間由小到大排列，使距timeout點(diǎn)最近的定時(shí)器作為鏈表的首結(jié)點(diǎn)。鏈表中定時(shí)器結(jié)點(diǎn)的順序由其獨(dú)特的結(jié)點(diǎn)插入算法決定：如有5個(gè)定時(shí)器，其定時(shí)長(zhǎng)度分別為10、14、21、32和39，當(dāng)其組成delta列表時(shí)，定時(shí)值最小的結(jié)點(diǎn)為首結(jié)點(diǎn)，其定時(shí)存儲(chǔ)值為10，而后依序排列，其定時(shí)存儲(chǔ)值分別為4、7、11、7，即后一個(gè)定時(shí)器的定時(shí)存儲(chǔ)值由自己的實(shí)際定時(shí)值與相鄰的前一個(gè)定時(shí)器的實(shí)際定時(shí)值相減而得。可見(jiàn)，除首結(jié)點(diǎn)外的所有定時(shí)器的計(jì)數(shù)操作在其插入delta列表時(shí)就已完成。因而當(dāng)定時(shí)器守護(hù)例程確定timeout的定時(shí)器時(shí)，只需對(duì)首結(jié)點(diǎn)進(jìn)行減1或刪除的操作，而不需遍歷整個(gè)列表，從而使delta列表的操作與定時(shí)器數(shù)量無(wú)關(guān)。這使delta列表法在大量定時(shí)器管理中大顯其能。

　　該法在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為一靜態(tài)雙向鏈表：

　　structwdNode{

　　BOOLflag;

　　UINT16ticks;

　　VOIDFUNCPTRrout;
　UINT8prior;

　　UINT8next;

　　}idatawdList[_MAX_WDOG_NUM_];

　　UINT8headIdx;//索引首結(jié)點(diǎn)

　　有了delta列表法的思路及其實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在靜態(tài)數(shù)組法具體實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，便可得此法的具體實(shí)現(xiàn)。

　　應(yīng)用中如果目標(biāo)系統(tǒng)ROM較小，且系統(tǒng)中啟用的定時(shí)器少，則用靜態(tài)數(shù)組法;若目標(biāo)系統(tǒng)ROM較大，且系統(tǒng)中用到的定時(shí)器較多，則用delta列表法。

　　3 應(yīng)用

　　針對(duì)前述的嵌入式系統(tǒng)中的定時(shí)需求，利用定時(shí)器管理系統(tǒng)給出其實(shí)現(xiàn)代碼。

　　假定“特定操作”為voidspecFunc(void)，“特定時(shí)間段”長(zhǎng)度為10分鐘。

　　(1)在經(jīng)歷特定的時(shí)間段后，執(zhí)行特定操作。

　　#include″clk.h″

　　#include″wdLib.h″

　　voidmain(void){

　　WDOG_IDwdId;

　　constructClk();constructWDOG();

　　wdId=wdCreate();

　　wdStart(wdId，10*ONE_MINUTE，specFunc);

　　while(1);

　　}

　　(2)以給定周期周期性地執(zhí)行特定操作。

　　基于前者，只需在voidspecFunc(void)函數(shù)體的最后加入下述代碼即可：

　　wdStart(wdId，10*ONE_MINUTE，specFunc);

　　注：該給定周期為10分鐘。

　　由于本時(shí)鐘管理器只需一個(gè)硬件定時(shí)器的支持，所以其具有廣泛的適用性。使用時(shí)，只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的配置，即可為裸露的目標(biāo)系統(tǒng)加以簡(jiǎn)單的軟件抽象層。其友好的用戶接口有效降低了嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)難度，提高了目標(biāo)系統(tǒng)的可靠性。筆者已在實(shí)際項(xiàng)目中多次使用了該時(shí)鐘管理器。基于該時(shí)鐘管理器的目標(biāo)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，從而充分說(shuō)明該時(shí)鐘管理器設(shè)計(jì)的實(shí)用性和科學(xué)性。