??? OSEK OS是針對汽車應用特點而專門制定的一個小型RTOS規(guī)范，具有以下特點：
??? (1)可移植性，所有API都是標準化的并且在功能上都有明確的定義。
　　(2)可擴展性，OSEK OS要求通用于各種類型的ECU，因此一方面系統(tǒng)要高度地模塊化， 同時能進行靈活的配置。
　　(3)汽車應用需要的可靠性、實用性等。由于采用微內(nèi)核結構，其微內(nèi)核部分代碼數(shù)量小， 各個部分之間關系不是很復雜， 可以保證代碼的正確性。當增加操作系統(tǒng)功能時， 只需在核外調(diào)試和運行， 不會危及到微核， 整個系統(tǒng)的安全系數(shù)也比較高。
2?符合OSEK/VDX規(guī)范的優(yōu)先級反序算法
　　OSEK OS與μC/OS-II內(nèi)核在優(yōu)先級順序上采取不同使用方法。在μC/OS-II內(nèi)核的64個優(yōu)先級中，數(shù)字越小表明級別越高。而OSEK標準相反，要求數(shù)字越大級別越高。為了實現(xiàn)符合OSEK汽車電子國際標準的汽車嵌入式系統(tǒng)，本文針對μC/OS-II內(nèi)核，設計了符合OSEK OS標準中關于優(yōu)先級的要求。
??? 運行最高優(yōu)先級任務的實現(xiàn)步驟^[4]：首先使已經(jīng)創(chuàng)建的任務進入就緒表，然后查詢就緒表中優(yōu)先級最高的任務，最后通過調(diào)度函數(shù)運行該最高優(yōu)先級任務。在μC/OS-II操作系統(tǒng)中，定義了2個數(shù)組OSMapTbl[ ]和OSUnMapTbl[ ]以及1張就緒表。就緒表中有2個變量：OSRdyTbl[ ]和OSRdyGrp。在OSRdyGrp中，任務按優(yōu)先級分組，由于μC/OS-II操作系統(tǒng)的優(yōu)先級定義為64級，所以8個任務定為一組。OSRdyGrp中的每一位表示8組任務中每一組是否有進入就緒態(tài)的任務。任務進入就緒態(tài)時，OSRdyTbl[ ]中的相應元素的相應位置為1。OSRdyGrp和OSRdyTbl[ ]之間的關系為：當OSRdyTbl[i](0≤i≤7)中的任何1位是1時，OSRdyGrp的第i位置1。任務優(yōu)先級prio的低3位確定任務在就緒表OSRdyTbl[ ]中的位置，緊接著的3位表示任務占據(jù)OSRdyGrp的第幾位。
　　在μC/OS-II中，使任務進入就緒態(tài)的方法是：
??? OSRdyGrp|=OSMapTbl[prio>>3]；
??? OSRdyTbl[prio>>3]|=OSMapTbl[prio&0 x 07]
??? 其中，(prio>>3)表示優(yōu)先級在變量OSRdyGrp中的位置；(prio&0x07)表示優(yōu)先級在變量OSRdyTbl[ ]中的位置。|=表示將OSMapTbl[ ]的值與OSRdyGrp按位“或”，該方法中，第1句的含義是使就緒表變量OSRdyGrp置位， 第2句則使就緒表變量OSRdyTbl[ ]置位。
??? 任務進入就緒態(tài)以后，操作系統(tǒng)根據(jù)應用程序，通過調(diào)度函數(shù)調(diào)用已經(jīng)就緒的任務。由于CPU的使用權只能被一個任務占有，此時需要找出就緒表中優(yōu)先級最高的任務投入運行，這一過程由如下代碼表示：
??? y=OSUnMapTbl[OSRdyGrp]；
??? x=OSUnMapTbl[OSRdyTbl[y]]；
??? prio=(y<<3)+x；
　　OSUnMapTbl[ ]表用來查找已經(jīng)就緒的優(yōu)先級最高的任務。利用此表，可以不用遍歷所有就緒的任務而直接找到就緒了的最高優(yōu)先級任務，節(jié)省系統(tǒng)調(diào)度時間，提高CPU利用率，增強內(nèi)核實時性。在該代碼段中，第1句表示找出就緒任務中最高優(yōu)先級所處變量OSRdyGrp中的位置碼y， 第2句則找出了該優(yōu)先級在變量OSRdyTbl[ ]中的位置碼x，第3句根據(jù)y與x求出就緒表中任務的最高優(yōu)先級。
　　當任務運行完畢(即任務進入掛起、等待狀態(tài)時)或者任務被刪除，需要將任務從就緒表中刪除。具體實現(xiàn)方法：
??? if((OSRdyTbl[prio>>3]&～OSMapTbl[prio&0x07])==0)
??? OSRdyGrp &=～OSMapTbl[prio>>3]
??? 針對以上μC/OS-II操作系統(tǒng)對優(yōu)先級使用的描述，本文提出了一種將優(yōu)先級反序的方法，用來與OSEK/VDX的操作系統(tǒng)規(guī)范相對應。
??? 首先，將就緒表中的內(nèi)容反序，OSMapTbl[ ]的值保持不變，結果如圖2所示。

??? 同時把任務進入就緒態(tài)的方法修改為：
??? OSRdyGrp|=OSMapTbl[(～prio)&0 x 3 F>>3]；
??? OSRdyTbl[(OSMapTbl)>>3]|=OSMapTbl[((～prio)&0 x 3 F)& 0 x 07]；
　　其次，在OSUnMapTbl[ ]的值維持原狀的基礎上，把找出就緒態(tài)中優(yōu)先級最高任務的方法做如下改動：
??? y=OSUnMapTbl[OSRdyGrp]；
??? x=OSUnMapTbl[OSRdy[y]]；
??? prio=((7-y)<<3)+x；
　　最后，任務退出就緒狀態(tài)所用的方法也需要改變：
??? if((OSRdyTbl[((～prio)&0 x 3 F)>>3]&=～OSMapTbl[((～prio)& 0 x 3 F)& 0 x 0 7])==0)
??? OSRdyGrp&=～OSMapTbl[((~prio)& 0 x 3 F)>>3]
3? 測試
??? 為了驗證系統(tǒng)的可靠性，使用以MC9S12DP256B芯片為主的電控單元開發(fā)板、背景調(diào)試模式的BDM調(diào)試器^[5]和示波器對上面算法的修改做了測試，利用Codewarrior編譯器將操作系統(tǒng)下載到開發(fā)板上。測試實驗環(huán)境如圖3所示。

?

3.1? 測試方案
??? 首先在主函數(shù)中創(chuàng)建一個優(yōu)先級為60的MainTask任務，然后調(diào)用OSStart()函數(shù)使操作系統(tǒng)開始運行。在MainTask里，先對時鐘進行初始化，并創(chuàng)建2個優(yōu)先級分別為55和50的任務Taska和Taskb，在Taska中設置PORTB_BIT0=1、PORTB_BIT0=0，并持續(xù)50萬個計數(shù)值。Taskb中設置PORTB_BIT1=1。在MainTask任務循環(huán)里，先設置PORTB_BIT2=1，再通過OSTimeGet()函數(shù)為自己設置計數(shù)器，當計數(shù)器達到預定值時，將自己掛起。
3.2? 測試結果
??? 通過觀察開發(fā)板上相對于PORTB口的指示燈，發(fā)現(xiàn)2燈(對應PORTB_BIT2位)先滅(開發(fā)板上端口置1表示燈滅，因為鎖存處于一直滅掉狀態(tài))，之后0燈(對應PORTB_BIT0位)滅亮交替，而1燈(對應PORTB_BIT1位)一直沒有變化(沒有執(zhí)行到該任務，優(yōu)先級最低)。測試結果如圖4所示。圖中示波器1通道表示Taska對應的輸出口PORTB_BIT0，保持高電平的2μs是執(zhí)行PORTB_BIT0=1這一語句所用的時間，保持低電平的3.6 μs是執(zhí)行持續(xù)50萬個計數(shù)值得PORTB_BIT0=0語句；示波器2通道表示MainTask對應的輸出口PORTB_BIT2。測試結果的波形顯示與端口燈的顯示情況完全符合，說明優(yōu)先級反序算法是正確的。

?

??? 本文實現(xiàn)了優(yōu)先級符合OSEK/VDX標準的汽車電子嵌入式操作系統(tǒng)設計，實際測試表明，該系統(tǒng)運行穩(wěn)定，能夠為應用程序提供良好的運行環(huán)境，適應于要求反應可靠的汽車控制系統(tǒng)，具有良好的應用前景。