[发明专利]任务处理装置

说明书

本申请是申请日为2006年8月24日、申请号为200680055671.1、发明名称为“任务处理装置”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种OS(Operating System，操作系统)的功能，特别是涉及一种任务调度技术。

背景技术

不仅是如个人计算机一样的通用设备用OS，就连如移动电话一样的专用设备用OS中也逐渐要求高级功能。特别是能够用一个CPU(Central Processing Unit，中央处理器)执行多个任务的OS(以下将这种类型的OS称作“多任务OS”)现已经被配置在很多的电子装置中。

多任务OS将CPU的处理时间分割为单位时间(时间片)，并为多个任务顺序分配时间片。只有当从OS获得时间片时，各任务才能够使用CPU。在一个时间片中执行一个任务。由于时间片是非常短的时间，对于用户而言，多个任务看似是同时执行的。根据这种处理方法，通过在任务A到达等待输入的状态因而不需要用到CPU的处理能力时，将执行权交给其它任务B，能够有效利用CPU的处理能力。这里所说的执行权等同于使用CPU的权利。

多任务OS进行的执行权转移被称作“任务切换”。任务切换是在时间片已经届满、或任务执行规定命令时发生。当到达任务切换的执行时刻时，多任务OS将执行中的任务的上下文信息保存到TCB(Task Control Block：任务控制块)中。上下文信息是指任务执行时存储在CPU的寄存器中的数据、或与任务执行状态有关的数据。TCB是指为了存储只有任务才有的信息而在存储器中预留的区域。多任务OS将执行中的任务的上下文信息保存到TCB中后，选择将分配给执行权的任务，从TCB中读出上下文信息，并将该信息加载到CPU寄存器中。由此，各任务以时间片为单位一点点地执行自身的处理。

多任务OS具有能够高效地执行多个任务的优点，但是也具有产生与上下文信息保存/加载相对应的开销的缺点。通常多任务OS的优点远远大于与任务切换有关的开销。

[专利文献1]日本特开平11-272480号公报

[专利文献2]日本特开2001-75820号公报

[非专利文献1]森久直，坂卷佳寿美，重松宏志，“用于嵌入式控制系统的实时OS的硬件实现”(“組込み制御システム向けリアルタイムOSのハ一ドウエア化(Hardware implementation of a read-time operating system for embedded control system)”)，东京都立产业技术研究所研究报告，日本，2005年8月4日(收稿)，8，p.55-58。

发明内容

本发明要解决的问题

近年来，严格要求在规定时间内完成处理的实时OS(以下称作“RTOS(Real-Time Operating System)”)被特别广泛地应用于嵌入式系统(Embedded System)中。在这种时间要求严格的RTOS中，存在任务切换时的开销大大影响系统整体性能的情况。本发明人意识到：为了进一步提高多任务处理的效率，需要降低与任务切换有关的开销。

本发明是鉴于上述问题而作出的，其主要目的在于提供一种用于在多任务处理中更高效地控制任务执行的技术。

用于解决问题的手段

本发明的一个方面涉及一种任务处理装置。

所述任务处理装置包括处理寄存器、将数据从存储器加载到所述处理寄存器中并按照该处理寄存器中的所述数据执行任务的执行控制电路、分别与多个任务对应的多个保存寄存器、以及任务控制电路；

当执行规定的系统调用命令时，执行控制电路将通知所述任务控制电路；

当收到系统调用命令执行通知时，任务控制电路将所述处理寄存器中的所述数据保存到与执行中的任务相对应的保存寄存器中，接着选择下一个应被执行的任务，并将与所选择任务相对应的保存寄存器中的数据加载到所述处理寄存器中，从而切换执行对象的任务。

加载到所述处理寄存器中的数据可以包括：命令(instruction)和操作数、不具有操作数的命令、或者诸如程序计数器或堆栈指针的简单数据。根据这种处理方法，通过在对应每个任务的保存寄存器和执行用处理寄存器之间适当调换上下文信息，能够实现上下文信息的保存及加载。由于这样实质上不需要为了处理寄存器中数据的保存/加载而访问TCB，因此实现了高速的任务切换。

此外，以上结构要素的任意组合、以及通过方法、系统、记录介质、计算机程序来表现本发明的实现方式，也可以作为本发明的有效方式。

本发明的有益效果