[发明专利]基于VxWorks系统的多任务间共享内存的管理方法

说明书

本发明涉及一种基于VxWorks系统的多任务间共享内存的管理方法，属于VxWorks共享内存技术领域。本发明首先根据实际需要动态申请一块全局内存，并将内存块等长划分为N个数据块，建立M+1个成员数为N的全局消息队列，并用数字1～N标号将消息队列1填满，标号与全局共享内存的数据块一一对应，多个任务根据消息队列1得到标号，来对共享内存进行操作，并通过消息队列2～M+1对接收任务1～M进行告知，从而高效地实现多任务间共享内存的管理和数据通信。本发明通过通用化的设计，解决了多任务间频繁大量数据交换的需求，并提高了程序的可靠性，适用于所有使用VxWorks系统的软件。

技术领域

本发明属于VxWorks共享内存技术领域，具体涉及一种基于VxWorks系统的多任务间共享内存的管理方法。

背景技术

VxWorks是由美国风河公司推出的运行在目标机上的高性能、可裁减的嵌入式实时操作系统。VxWorks以其卓越的实时性和良好的可靠性被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求高的领域中。

为了保证整机的实时性能，目前稍复杂的程序开发大多采用多任务设计，将实时性能要求最高的任务分配最高优先级，其他任务在满足功能性能指标的同时可以延缓执行，多任务之间往往需要进行交互，目前主要存在以下几种通信方式。

1、信号量是任务间最快速的通信机制，VxWorks系统提供了二进制、互斥和计数三种信号量，用于解决任务间的互斥和同步。二进制信号量主要用于任务的同步，互斥信号量可以解决内在的互斥问题，主要用于优先级继承、安全删除等，计数信号量在二进制信号量的基础上增加了计数功能，可以解决一个资源多个成员需要保护的情况。信号量机制通信速度快、系统开销小、处理方法简单，但无法附带更多的信息，不能用于数据交换。

2、在VxWorks中，消息队列是一种相对高级的任务间通信机制，消息队列的使用灵活，实现起来比信号量稍复杂。优点是它可以传递更多的信息，能够用于任务间的数据通信，但由于它的系统开销较高，当传送消息频繁或数据量大时，通信效率会降低，这对于高实时性系统环境来说，可能导致通信超时问题。

3、共享内存是任务间数据通信常用的方法，在多任务间通信时将同一块地址空间的内存进行共享，为防止访问冲突，目前常见的做法是用互斥信号量对共享内存进行上锁，保证数据的正确性。该方法不允许多个任务同时访问该区域，操作上比较安全，但对于需要大量数据交换的情况，该方法效率低下，可能存在优先级高的任务过度抢占，导致低优先级任务无法正常工作。

为了弥补现有多任务间数据通信处理方法的不足，在满足任务间大数据量频繁通信的需求的同时，提高程序的响应实时性和运行可靠性，迫切需要一种更优的解决方案。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何实现一种基于VxWorks系统的多任务间共享内存管理方法，解决现有多任务间数据通信处理方法的问题，满足任务间大数据量频繁通信需求的同时，提高程序的响应实时性和运行可靠性。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于VxWorks系统的多任务间共享内存的管理方法，包括以下步骤：

步骤1、确定总的执行任务，包括数据接收任务、数据记录任务、断电保护任务、周期自检任务，设置任务优先级顺序为：数据接收任务断电保护任务数据记录任务周期自检任务，其中数据记录任务的数量为1；

步骤2、根据估算的实际通信容量和频率，通过malloc函数动态申请一块容量足够的全局内存g_pool，并将内存块g_pool等长划分为N个数据块，其中根据接收的数据量将每个数据块的大小定为1024字节，数据块的个数定为10000；