Ucos系统时钟节拍详解

我们以前在将这个操作系统在进行多任务切换的时候，说过这样的概念操作系统怎么进行多任务切换呢？

　　首先它把这个时间进行分片，就是划分为1片1片的，比如说这个时间都以10毫秒划分为1个片，在第一个10毫秒中执行一个任务，在第二个10毫秒中执行另外一个任务，在第三个10毫秒中执行另外一个任务，这样的话，我们就进行了一个多任务的切换，多任务在切换的过程中，必须要使用的一个就是时钟节拍，时钟节拍实际上是一个定时器，这个定时器它定时的来切换我们的各个任务，比如这个任务执行10毫秒，那操作系统怎么知道执行10毫秒的时间有没有到达，或者说当这个任务主动放弃CPU的时候，那操作系统怎么知道你主动放弃了CPU，所以，在这里就要用到时钟节拍了。

　　时钟节拍实际上就是一个硬件定时器，就是由硬件给我们提供一个定时器，它定时一定的时间，比如说，我们定时1毫秒，那也就是说每隔1毫秒我来检查一下当前的这个任务状态，那比如说，在某一个时钟节拍中，我发现这个任务它的定时时间到了，它的执行时间到了，那我就让它执行下一个任务，把这个任务的执行权剥夺掉，然后执行下一个任务，或者说，在某一个时钟节拍中这个任务主动放弃了CPU，那这个时候，我也去执行下一个任务，这就是我们时钟节拍的作用。一个操作系统必须要有一个时钟节拍，为什么呢？

　　因为这个时间，还有任务状态的判断都与这个时钟节拍有关系。那接下来这个问题出现了，我们使用到的这个时钟节拍，并且我们知道时钟节拍是由硬件定时器提供的，那这个定时时间多长比较合适呢？我们定时1毫秒，还是10毫秒，还是100毫秒好，一般来说，我们来看看定时1毫秒和100毫秒有什么不同。

　　首先我们来看看定时1毫秒，定时1毫秒也就是说，每隔1毫秒，我们的CPU会来检查一下各个任务的状态，那CPU在检查这个任务的状态的时候，那我们可以看看，它在检查这个任务的状态的时候执行的代码对于我们任务来说，它是一个无用功，因为你在检查任务的状态的时候，这样的代码对于我们任务来说根本没有任何作用，所以说，我们可以看到，当你1毫秒中断一次，也就是每秒钟检查1000次，而我这个100毫秒，每秒钟只检查10次，那也就是说，你检查1000次，和检查10次，显然检查1000次做的无用功显然要远远大于检查10次，那我们从这可以看到，检查时间越短，那CPU做的无用功也就越多。

　　但是，我们看一下另外一个问题，假设我还是1毫秒进行一次时钟节拍，定时器定时1毫秒，假设在这个时刻，这个任务放弃了执行权，也就是说这个任务说，我不需要执行了，那从它放弃到我们CPU发现了这个最大时间间隔是1毫秒，为什么呢？

　　因为我们定时器定时的时间是1毫秒，那对于定时100毫秒呢，我们看一下，从这个任务放弃CPU使用，到操作系统发现了它的最大时间是100毫秒，那很显然，这个1毫秒要比100毫秒的实时性要好，所以我们可以看到如果定时器定时的时间越短，它的实时性越好，但是CPU做的无用功越多，同样，定时的时间越长，虽然CPU做的无用功越少，但是，它的实时性越差。那对于一个系统，我们的时钟节拍设置为多少合适呢？

一般来说，我们设置的时钟节拍在10-100毫秒之间是比较好的，当然，随着我们CPU时钟的提高，比如我们说我们这个CPU跑的时钟频率比较高，都跑到了100多M，比如128M，400M这样的频率，那这个时候，我们可以设置到1000赫兹，就是1毫秒这样的时间，一般来说，设置为1毫秒已经是实时性比较好了，那如果你设置为微秒级的话，那这个时候，CPU做的无用功就相当相当多了，那这个时候，我们的实时性也不会提升到多好。所以，一般来说，我们设置的时钟节拍在10-100毫秒之间。当然如果CPU的频率比较高，你可以设置到1000赫兹。

 

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