CN108279977B

CN108279977B - 一种基于rtos的数据处理方法、装置和控制器

Info

Publication number: CN108279977B
Application number: CN201711475595.6A
Authority: CN
Inventors: 尹相柱; 刘志亮; 郭强
Original assignee: Shenzhen Poweroak Newener Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Delian Minghai New Energy Co ltd
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2021-12-10
Anticipated expiration: 2037-12-29
Also published as: CN108279977A

Abstract

本发明实施例涉及一种基于RTOS的数据处理方法、装置和控制器。所述方法包括：采集数据；调用预先建立的异步线程池，并将所述数据和所述数据的处理信息传送给所述异步线程池，所述异步线程池包括至少一个任务；将所述数据和所述数据的处理信息作为任务内容加入到所述异步线程池中的一个任务中；激活所述异步线程池中的一个或者多个任务。本发明实施例通过预先建立包括至少一个任务的异步线程池，然后通过调用异步线程池将采集的数据和数据的处理信息作为任务内容加入到异步线程池的一个任务中，并在CPU空闲时激活异步线程池中的任务，从而完成对数据的处理。任务可以对应一个或多个数据处理操作，可以实现多任务复用，减少了内存的使用量。

Description

一种基于RTOS的数据处理方法、装置和控制器

技术领域

本发明实施例涉及计算机软件技术领域，特别涉及一种基于RTOS的数据处理方法、装置和控制器。

背景技术

随着科技的发展，单片机内部的随机存取存储器、只读存储器和处理器的性能都得到了很大的提升。越来越多的单片机可以运行实时操作系统(Real Time OperatingSystem，RTOS)。RTOS对采集的数据进行处理时，会设立两个任务，任务1为将采集的数据插入到消息队列中，任务2为对采集的数据进行处理，RTOS内核会在适当的时间唤醒任务2，对消息队列中的数据进行处理。

实现本发明过程中，发明人发现相关技术中至少存在如下问题：每一次数据处理均需建立两个任务和消息队列，占用内存较多。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种占用内存较少的基于RTOS的数据处理方法、装置和控制器。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于RTOS的数据处理方法，用于控制器，所述方法包括：

采集数据；

调用预先建立的异步线程池，并将所述数据和所述数据的处理信息传送给所述异步线程池，所述异步线程池包括至少一个任务；

将所述数据和所述数据的处理信息作为任务内容加入到所述异步线程池中的一个任务中；

激活所述异步线程池中的一个或者多个任务。

可选的，所述数据的处理信息包括所述数据的处理函数地址。

可选的，所述方法还包括：

建立异步线程池，所述异步线程池包括至少一个任务；

为所述异步线程池中的每个任务分配处理优先级；

所述将所述数据和所述数据的处理信息传送给所述异步线程池，包括：

将所述数据、所述数据的处理函数地址和所述数据的处理优先级传送给所述异步线程池；

所述将所述数据和所述数据的处理信息作为任务内容加入到所述异步线程池中的一个任务中，包括：

将所述数据和所述数据的处理函数地址加入到与所述数据具有相同处理优先级的任务中。

可选的，所述激活所述异步线程池中一个或者多个任务，包括：

如果任务的处理优先级高于预设优先级阈值，激活所述任务；

如果任务的处理优先级低于预设优先级阈值，激活所述任务，或者，将所述任务的任务内容插入已激活的与所述任务具有相同处理优先级的任务中。

第二方面，本发明实施例提供了一种基于RTOS的数据处理装置，用于控制器，所述装置包括：

数据采集模块，用于采集数据；

调用模块，用于调用预先建立的异步线程池，并将所述数据和所述数据的处理信息传送给所述异步线程池，所述异步线程池包括至少一个任务；

任务加入模块，用于将所述数据和所述数据的处理信息作为任务内容加入到所述异步线程池中的一个任务中；

激活模块，用于激活所述异步线程池中的一个或者多个任务。

可选的，所述装置还包括：

线程池建立模块，用于建立异步线程池，所述异步线程池包括至少一个任务；

优先级分配模块，用于为所述异步线程池中的每个任务分配处理优先级；

所述调用模块具体用于：

所述任务加入模块具体用于：

可选的，所述激活模块具体用于：

第三方面，本发明实施例提供了一种控制器，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的方法。

第四方面，本发明实施例提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被控制器执行时，使所述控制器执行上述的方法。

本发明实施例的有益效果是：本发明实施例通过预先建立包括至少一个任务的异步线程池，然后通过调用异步线程池将采集的数据和数据的处理信息作为任务内容加入到异步线程池的一个任务中，并在CPU空闲时激活异步线程池中的任务，从而使任务被执行，完成对所述数据的处理。异步线程池中的任务可以对应一个或多个数据处理操作，可以实现多任务复用，减少了内存的使用量。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明数据处理方法的一个实施例的流程示意图；

图2是本发明数据处理装置的一个实施例的结构示意图；

图3是本发明数据处理装置的一个实施例的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的控制器的硬件结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的一种基于RTOS的数据处理方法的流程示意图，所述方法可以由控制器(例如单片机控制芯片)执行，如图1所示，所述数据处理方法包括：

101：采集数据。

102：调用预先建立的异步线程池，并将所述数据和所述数据的处理信息传送给所述异步线程池，所述异步线程池包括至少一个任务。

实际应用中，在RTOS系统初始化时，可以开辟一块内存用于建立异步线程池，并在异步线程池中建立多个任务，例如任务A、任务B、任务C、任务D、任务E和任务F等，各个任务的初始状态任务内容为空并处于休眠状态。各个任务可以采用相同的处理优先级，也可以采用不同的处理优先级，例如任务A、任务C和任务E的处理优先级为1级，任务B和任务D的处理优先级为2级，任务F的处理优先级为3级。可以设置级数越高处理优先级越高，也可以设置级数越低处理优先级越高，以下以级数越低处理优先级越高为例说明。

在异步线程池中的任务采用相同处理优先级的场合，调用异步线程池时，可以仅向异步线程池传送采集的数据和对该数据的处理函数地址，当异步线程池中的任务采用不同处理优先级的场合，调用异步线程池时，除了采集的数据和数据的处理函数地址之外，还可以将该数据的处理优先级传送给异步线程池，以便于异步线程池能将对该数据的处理操作加入处理优先级较高的任务中。

103：将所述数据和所述数据的处理信息作为任务内容加入到所述异步线程池中的一个任务中。

异步线程池被调用后，会将调用的数据和数据的处理函数地址加入到异步线程池中的任务中。具体的，在异步线程池中的任务采用相同处理优先级的场合，将数据和数据的处理函数地址作为任务内容加入到异步线程池中的任一个任务中。其中，可选的，可以优先加入任务内容为空的任务中。在异步线程池中的任务采用不同处理优先级的场合，将数据和数据的处理函数地址作为任务内容加入到与所述数据具有相同处理优先级的一个任务中。其中，可选的，可以优先加入具有相同处理优先级且任务内容为空的任务中。例如，如果该数据的处理优先级为1级，则可以将该数据和数据的处理函数地址加入任务A、任务C和任务E中的任一任务中，如果任务A和任务C具有任务内容，任务E任务内容为空，则可以优先加入任务E中。

104：激活所述异步线程池中的一个或者多个任务。

RTOS在CPU空闲时会激活异步线程池中的一个或者多个任务内容非空的任务，以执行任务中的任务内容。具体的，根据数据的处理函数地址调出处理函数，然后对该数据用该处理函数进行处理。如果异步线程池中的任务具有相同的处理优先级，则RTOS会随机激活异步线程池中的一个或者多个任务。如果异步线程池中的任务具有不同的处理优先级，则RTOS会根据各个任务的处理优先级激活任务，处理优先级高的任务会被优先激活。

由于异步线程池中被激活的任务越多，消耗内存资源将越大，为了减少系统的开销，可选的，在任务的处理优先级较低时，可以不直接激活该任务，而是将该任务的任务内容插入到其他已经被激活的、与该任务具有相同处理优先级的任务中。即如果任务的处理优先级高于预设优先级阈值，在CPU空闲时直接激活该任务，如果任务的处理优先级低于预设优先级阈值，则在CPU空闲时不直接激活该任务，而是将该任务的任务内容插入已激活的与该任务具有相同处理优先级的任务中。

例如，假设预设优先级阈值为1级，任务B已被激活，任务D未被激活，当CUP空闲时准备激活任务D，此时可以不直接激活任务D，而是将任务D的任务内容加入到任务B中。

可选的，可以根据当前内存的消耗情况决定对处理优先级较低的任务，是直接激活任务还是将任务内容加入到其他已经被激活的任务中。即如果任务的处理优先级低于预设优先级阈值，如果当前内存消耗小于预设阀值(例如50％)，则激活所述任务。如果当前内存消耗大于预设阀值，则将所述任务的任务内容插入已激活的与所述任务具有相同处理优先级的任务中。还以上例说明，当CUP空闲准备激活任务D时，如果此时内存资源消耗较大，可以不直接激活任务D，而是将任务D的任务内容加入到任务B中。如果此时内存资源消耗较小，则可以直接激活任务D。

本发明实施例通过预先建立包括至少一个任务的异步线程池，然后通过调用异步线程池将采集的数据和数据的处理信息作为任务内容加入到异步线程池的一个任务中，并在CPU空闲时激活异步线程池中的任务，从而使任务被执行，完成对所述数据的处理。异步线程池中的任务可以对应一个或多个数据处理操作，可以实现多任务复用，减少了内存的使用量。

本发明实施例在一些时间要求比较苛刻的任务中，能大大减小任务执行时间的误差。例如计算电池剩余电量的场合，要求每50ms采集一次电流，通过该电池来计算电池的剩余电量。表1为采用现有技术的方法各步骤所用时间，表2为采用本发明实施例的数据处理方法各步骤所用时间。实际应用中，电流采集所占用时间(即T1)几乎为0，表1的方法剩余电量计算会占用大量的时间(即T2)，因此，电流采集的时间误差较大。而表2的方法中，T4几乎为0，可以大大减小电流采集的时间误差。

操作	用时
		电流采集	T1
剩余电量计算	T2
		延时50ms	50ms

表1

操作	用时
		电流采集	T1
放入异步线程池并执行	T4
		延时50ms	50ms

表2

相应的，本发明实施例还提供了一种数据处理装置，用于控制器，如图2所示，数据处理装置200包括：

数据采集模块201，用于采集数据；

调用模块202，用于调用预先建立的异步线程池，并将所述数据和所述数据的处理信息传送给所述异步线程池，所述异步线程池包括至少一个任务；

任务加入模块203，用于将所述数据和所述数据的处理信息作为任务内容加入到所述异步线程池中的一个任务中；

激活模块204，用于激活所述异步线程池中的一个或者多个任务。

可选的，在数据处理装置200的某些实施例中，所述数据的处理信息包括所述数据的处理函数地址。

可选的，在数据处理装置200的其他实施例中，如图3所示，数据处理装置200还包括：

线程池建立模块205，用于建立异步线程池，所述异步线程池包括至少一个任务；

优先级分配模块206，用于为所述异步线程池中的每个任务分配处理优先级；

调用模块202具体用于：

任务加入模块203具体用于：

可选的，在数据处理装置200的某些实施例中，激活模块204具体用于：

需要说明的是，上述数据处理装置可执行本申请实施例所提供的数据处理方法，具备执行数据处理方法相应的功能模块和有益效果。未在装置实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请实施例所提供的数据处理方法。

图4是本发明实施例提供的控制器10的硬件结构示意图，如图4所示，控制器10包括：

一个或多个处理器11以及存储器12，图4中以一个处理器11为例。处理器11和存储器12可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。

存储器12作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的方法对应的程序指令/单元(例如，附图2所示的数据采集模块201、调用模块202、任务加入模块203和激活模块204)。处理器11通过运行存储在存储器12中的非易失性软件程序、指令以及单元，从而执行控制器10的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的数据处理方法。

存储器12可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据用户终端设备使用所创建的数据等。此外，存储器12可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器12可选包括相对于处理器11远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至控制器10。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器12中，当被所述一个或者多个处理器11执行时，执行上述任意方法实施例中的数据处理方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤101至步骤104，实现图2中的模块201-204、图3中的模块201-206的功能。

上述控制器10可执行本发明实施例所提供的数据处理方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在控制器10实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。

本发明实施例提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，例如，执行以上描述的图1中的方法101至104，实现图2中的模块201-204、图3中的模块201-206的功能。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

通过以上的实施例的描述，本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施例可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory,ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory,RAM)等。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种基于RTOS的数据处理方法，用于控制器，其特征在于，所述方法包括：

建立异步线程池，所述异步线程池包括至少一个任务；

为所述异步线程池中的每个任务分配处理优先级并设置一预设优先级阈值；

采集数据；

调用所述异步线程池，并将所述数据、所述数据的处理函数地址和所述数据处理优先级传送给所述异步线程池；

将所述数据和所述数据的处理函数地址作为任务内容加入到所述异步线程池中与所述数据具有相同处理优先级的一个任务中；

判断所述任务的处理优先级是否高于所述预设优先级阈值；

若是，则直接激活所述任务；

若否，则将所述任务的任务内容插入到其他已经被激活的、与所述任务具有相同处理优先级的任务中。

2.一种基于RTOS的数据处理装置，用于控制器，其特征在于，所述装置包括：

异步线程池建立模块，用于建立异步线程池，所述异步线程池包括至少一个任务；

优先级分配模块，用于为所述异步线程池中的每个任务分配处理优先级并设置一预设优先级阈值；

数据采集模块，用于采集数据；

调用模块，用于调用所述异步线程池，并将所述数据、所述数据的处理函数地址和所述数据处理优先级传送给所述异步线程池；

任务加入模块，用于将所述数据和所述数据的处理函数地址作为任务内容加入到所述异步线程池中的所述数据具有相同处理优先级的任务中；

判断模块，用于判断所述任务的处理优先级是否高于所述预设优先级阈值；

激活模块，用于直接激活所述任务；

任务插入模块，用于将所述任务的任务内容插入到其他已经被激活的、与所述任务具有相同处理优先级的任务中。

3.一种控制器，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1所述的方法。

4.一种非易失性计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被控制器执行时，使所述控制器执行权利要求1所述的方法。