CN114090208A - 一种电能表操作系统的任务调度方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电能表操作系统的任务调度方法及装置，其方法包括：S1，响应于任务调度指令，确定调度队列；S2，按照预先设定的缓冲数量，从调度队列中根据每一调度任务的优先级数值，确定数量为预先设定的缓冲数量的任务序列，并存入缓冲区；S3，按照预先设定的循环时隙长度，依次执行缓冲区中的任务并直至循环执行次数满足预先循环次数；S4，调整任务系列中的未完成任务的优先级数值；S5，重新将未完成任务加入调度队列，并执行返回步骤S2。基于优先级数值及时处理任务，同时通过循环时隙长度及循环次数确保所有任务能够得到处理，避免恶意占用资源的情况出现，使得操作系统的稳定可靠。
Description
技术领域
本发明涉及任务调度技术技域，尤其涉及一种电能表操作系统的任务调度方法及装置。
背景技术
传统的电能表采用无需搭载操作系统的基础型单片机，采用简单的“主程序(主循环)+(定时)中断”调度策略来满足任务稳定运行要求。但传统的电能表并不能处理多任务的情况，这时候需要使用新型电能表进行处理。
但在实际操作中，虽然新型电能表管理单元采用具有SOC(System on Chip，片上系统)特点的MCU(Micro Control Unit，微控制单元)，以运行嵌入式操作系统，从而可处理的任务数量多及实时性要求多的情况，但嵌入式操作系统常见的调度方法(包括：基于优先级的抢占式调度和round-robin循环调度策略)并不适用于电能表，理由如下：1、现有方案基本是对最高优先级的任务进行优先处理，低优先级的任务会排在后面处理，容易受到人为的以伪装成高优先级任务的代码攻击，导致低优先级任务永远获取不到资源；2、现有方案在阻塞状态的任务较多时，会占用大量堆栈资源，消耗内存资源导致系统运行缓慢直到系统崩溃。
因此，提出一种能够适应电能表的嵌入式操作系统调度方法，以实现电能表操作系统的稳定可靠运行，具有重要意义。
发明内容
本发明提供了一种电能表操作系统的任务调度方法及装置，用于实现电能表操作系统的稳定可开运行。
第一方面，本发明提供的一种电能表操作系统的任务调度方法，包括：
S1，响应于任务调度指令，确定调度队列；所述调度队列中存在不少于一个调度任务；
S2，按照预先设定的缓冲数量，从所述调度队列中根据每一所述调度任务的优先级数值，确定数量为所述预先设定的缓冲数量的任务序列，并存入缓冲区；
S3，按照预先设定的循环时隙长度，依次执行所述缓冲区中的任务并直至循环执行次数满足预先循环次数；
S4，调整所述任务系列中的未完成任务的优先级数值；
S5，重新将所述未完成任务加入所述调度队列，并执行返回步骤S2。
可选地，所述步骤S1包括：
S11，响应于所述任务调度指令，读取并运行调度代码；
S12，根据所述调度代码，确定所述调度队列。
可选地，所述步骤S2包括：
S21，判断所述调度队列中是否存在新调度任务；若是，则执行步骤S22；若否，则执行步骤S23；
S22，按照所述新调度任务与所述调度任务的优先级数值，从大到小重新编排，将大小次序位于数量为所述预先设定的缓冲数量的调度任务，定义为所述任务序列，执行步骤S24；
S23，根据所述调度任务的优先级数值，将大小次序位于数量为所述预先设定的缓冲数量的调度任务，定义为所述任务序列，执行步骤S24；
S24，将所述任务序列存入所述缓冲区。
可选地，所述优先级数值的范围为[0，255]；所述步骤S4包括：
S41，依次判断所述未完成任务的优先级数值为255；若是，则执行步骤S42；若否，则执行步骤S43；
S42，调整所述未完成任务的优先级数值为0，并执行部步骤S5；
S43，将所述未完成任务的优先级数值增加1，得到新的优先级数值，并执行步骤S5。
第二方面，本发明还提供了一种电能表操作系统的任务调度装置,包括：
响应模块，用于响应于任务调度指令，确定调度队列；所述调度队列中存在不少于一个调度任务；
缓存模块，用于按照预先设定的缓冲数量，从所述调度队列中根据每一所述调度任务的优先级数值，确定数量为所述预先设定的缓冲数量的任务序列，并存入缓冲区；
任务执行模块，用于按照预先设定的循环时隙长度，依次执行所述缓冲区中的任务并直至循环执行次数满足预先循环次数；
调整模块，用于调整所述任务系列中的未完成任务的优先级数值；
队列更新模块，用于重新将所述未完成任务加入所述调度队列，并重新执行所述缓存模块。
可选地，所述响应模块包括：
响应子模块，用于响应于所述任务调度指令，读取并运行调度代码；
调度队列确定子模块，用于根据所述调度代码，确定所述调度队列。
可选地，所述缓存模块包括：
第一判断子模块，判断所述调度队列中是否存在新调度任务；若是，则执行第一序列确定子模块；若否，则执行第二序列确定子模块；
所述第一序列确定子模块，用于按照所述新调度任务与所述调度任务的优先级数值，从大到小重新编排，将大小次序位于数量为所述预先设定的缓冲数量的调度任务，定义为所述任务序列，执行缓存子模块；
第二序列确定子模块，根据所述调度任务的优先级数值，将大小次序位于数量为所述预先设定的缓冲数量的调度任务，定义为所述任务序列，执行所述缓存子模块；
所述缓存子模块，将所述任务序列存入所述缓冲区。
可选地，所述优先级数值的范围为[0，255]；所述调整模块包括：
第二判断子模块，用于依次判断所述未完成任务的优先级数值为255；若是，则执行第一调整子模块；若否，则执行第二调整子模块；
所述第一调整子模块，调整所述未完成任务的优先级数值为0，并执行队列更新模块；
所述第二调整子模块，将所述未完成任务的优先级数值增加1，得到新的优先级数值，并执行队列更新模块。
第三方面，本发明提供了一种电子设备，所述电子设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。
第四方面，本发明提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明通过S1，响应于任务调度指令，确定调度队列；所述调度队列中存在不少于一个调度任务；S2，按照预先设定的缓冲数量，从所述调度队列中根据每一所述调度任务的优先级数值，确定数量为所述预先设定的缓冲数量的任务序列，并存入缓冲区；S3，按照预先设定的循环时隙长度，依次执行所述缓冲区中的任务并直至循环执行次数满足预先循环次数；S4，调整所述任务系列中的未完成任务的优先级数值；S5，重新将所述未完成任务加入所述调度队列，并执行返回步骤S2。从而可以基于优先级数值及时处理任务，同时通过循环时隙长度及循环次数确保所有任务能够得到处理，避免恶意占用资源的情况出现，使得操作系统的稳定可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图；
图1为本发明的一种电能表操作系统的任务调度方法实施例一的步骤流程图；
图2为本发明的一种电能表操作系统的任务调度方法实施例一的原理图；
图3为本发明的一种电能表操作系统的任务调度装置实施例的结构框图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种电能表操作系统的任务调度方法及装置，用于实现电能表操作系统的稳定可开运行。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明的一种电能表操作系统的任务调度方法实施例一的步骤流程图，具体应用于图2所示的本发明的一种电能表操作系统的任务调度方法实施例一的原理图，其中，电能表操作系统包括：CPU11，与所述CPU1连接的调度代码12，与所述调度代码12连接的调度队列13，调度队列13存在任务1、任务2……任务y，以及新产生的任务14，即任务i，其中调度队列中有处理队列a，里面存在8个需处理的任务，方法具体包括如下步骤：
S1，响应于任务调度指令，确定调度队列；所述调度队列中存在不少于一个调度任务；具体包括：
S11，响应于所述任务调度指令，读取并运行调度代码12；
S12，根据所述调度代码12，确定所述调度队列。
在本发明实施例中，当操作者输入任务调度指令，或电能表操作系统检测到任务大于预设设定的任务处理阈值时，自动生成任务调度指令时，运行调度代码12，然后根据调度胆码12开始选择调度队列13中的处理队列a里的任务进行处理。
S2，按照预先设定的缓冲数量，从所述调度队列中根据每一所述调度任务的优先级数值，确定数量为所述预先设定的缓冲数量的任务序列，并存入缓冲区；
具体包括：
S21，判断所述调度队列中是否存在新调度任务；若是，则执行步骤S22；若否，则执行步骤S23；
S22，按照所述新调度任务与所述调度任务的优先级数值，从大到小重新编排，将大小次序位于数量为所述预先设定的缓冲数量的调度任务，定义为所述任务序列，执行步骤S24；
S23，根据所述调度任务的优先级数值，将大小次序位于数量为所述预先设定的缓冲数量的调度任务，定义为所述任务序列，执行步骤S24；
S24，将所述任务序列存入所述缓冲区。
在具体实现中，调度代码12相关联的调度器会实时接收新产生的任务14，在此以任务i表示，以区别于调度队列中原有的任务，然后根据任务注册时生成的优先级数值，按照其大小顺序进行调度队列排序，并将优先级数值拍于调度队列前8的任务定义为处理队列a，随后依次存入缓冲区中，由CPU11执行，从而避免了优先级数值为最高的任务一直占据CPU11及内存资源的情况出现。
S3，按照预先设定的循环时隙长度，依次执行所述缓冲区中的任务并直至循环执行次数满足预先循环次数；
在本发明实施例中，每一轮生成的处理队列a，CPU11均为将处理时间控制在两次循环周期内，且每次循环周期内每一个任务的执行时间均固定，可满足多个任务一次得到处理的要求，避免少数任务恶意占用资源。
S4，调整所述任务系列中的未完成任务的优先级数值；
在本发明实施例中，没有处理完的任务将会重新调整优先级数值，然后重新进入调度队列中排队，等待下一轮调度，从而可满足高优先级任务及时处理前提下，保证其他任务能够得到处理，避免恶意占用资源的情况出现。
具体地，所述优先级数值的范围为[0，255]；所述步骤S4包括：
S41，依次判断所述未完成任务的优先级数值为255；若是，则执行步骤S42；若否，则执行步骤S43；
S42，调整所述未完成任务的优先级数值为0，并执行部步骤S5；
S43，将所述未完成任务的优先级数值增加1，得到新的优先级数值，并执行步骤S5。
在具体实现中，优先级数值的取值范围为[0，255]，当未完成的任务进入下一轮调度前，需要调整其优先级数值，若原优先级数值为255，即将其新的优先级数值设为0，即变为最低优先级任务；若原优先级数值不是255，即将其新的优先级数值+1处理即可。
S5，重新将所述未完成任务加入所述调度队列，并执行返回步骤S2。
本发明实施例通过S1，响应于任务调度指令，确定调度队列；所述调度队列中存在不少于一个调度任务；S2，按照预先设定的缓冲数量，从所述调度队列中根据每一所述调度任务的优先级数值，确定数量为所述预先设定的缓冲数量的任务序列，并存入缓冲区；S3，按照预先设定的循环时隙长度，依次执行所述缓冲区中的任务并直至循环执行次数满足预先循环次数；S4，调整所述任务系列中的未完成任务的优先级数值；S5，重新将所述未完成任务加入所述调度队列，并执行返回步骤S2。从而可以基于优先级数值及时处理任务，同时通过循环时隙长度及循环次数确保所有任务能够得到处理，避免恶意占用资源的情况出现，使得操作系统的稳定可靠。
请参阅图3，示出了一种电能表操作系统的任务调度装置实施例的结构框图，包括如下模块：
响应模块401，用于响应于任务调度指令，确定调度队列；所述调度队列中存在不少于一个调度任务；
缓存模块402，用于按照预先设定的缓冲数量，从所述调度队列中根据每一所述调度任务的优先级数值，确定数量为所述预先设定的缓冲数量的任务序列，并存入缓冲区；
任务执行模块403，用于按照预先设定的循环时隙长度，依次执行所述缓冲区中的任务并直至循环执行次数满足预先循环次数；
调整模块404，用于调整所述任务系列中的未完成任务的优先级数值；
队列更新模块405，用于重新将所述未完成任务加入所述调度队列，并重新执行所述缓存模块。
在一个可选实施例中，所述响应模块401包括：
响应子模块，用于响应于所述任务调度指令，读取并运行调度代码；
调度队列确定子模块，用于根据所述调度代码，确定所述调度队列。
在一个可选实施例中，所述缓存模块402包括：
第一判断子模块，判断所述调度队列中是否存在新调度任务；若是，则执行第一序列确定子模块；若否，则执行第二序列确定子模块；
所述第一序列确定子模块，用于按照所述新调度任务与所述调度任务的优先级数值，从大到小重新编排，将大小次序位于数量为所述预先设定的缓冲数量的调度任务，定义为所述任务序列，执行缓存子模块；
第二序列确定子模块，根据所述调度任务的优先级数值，将大小次序位于数量为所述预先设定的缓冲数量的调度任务，定义为所述任务序列，执行所述缓存子模块；
所述缓存子模块，将所述任务序列存入所述缓冲区。
在一个可选实施例中，所述优先级数值的范围为[0，255]；所述调整模块包括：
第二判断子模块，用于依次判断所述未完成任务的优先级数值为255；若是，则执行第一调整子模块；若否，则执行第二调整子模块；
所述第一调整子模块，调整所述未完成任务的优先级数值为0，并执行队列更新模块；
所述第二调整子模块，将所述未完成任务的优先级数值增加1，得到新的优先级数值，并执行队列更新模块。
本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有分析机程序，所述分析机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上述任一实施例所述的电能表操作系统的任务调度方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种分析机可读存储介质，其上存储有分析机程序，所述分析机程序被所述处理器执行时实现如上述任一实施例所述的电能表操作系统的任务调度方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，本发明所揭露的方法、装置、电子设备及存储介质，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个分析机可读取可读存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该分析机软件产品存储在一个可读存储介质中，包括若干指令用以使得一台分析机设备(可以是个人分析机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的可读存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；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精神和范围。
Claims (10)
1.一种电能表操作系统的任务调度方法，其特征在于，包括：
S1，响应于任务调度指令，确定调度队列；所述调度队列中存在不少于一个调度任务；
S2，按照预先设定的缓冲数量，从所述调度队列中根据每一所述调度任务的优先级数值，确定数量为所述预先设定的缓冲数量的任务序列，并存入缓冲区；
S3，按照预先设定的循环时隙长度，依次执行所述缓冲区中的任务并直至循环执行次数满足预先循环次数；
S4，调整所述任务系列中的未完成任务的优先级数值；
S5，重新将所述未完成任务加入所述调度队列，并执行返回步骤S2。
2.根据权利要求1所述的电能表操作系统的任务调度方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
S11，响应于所述任务调度指令，读取并运行调度代码；
S12，根据所述调度代码，确定所述调度队列。
3.根据权利要求1所述的电能表操作系统的任务调度方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
S21，判断所述调度队列中是否存在新调度任务；若是，则执行步骤S22；若否，则执行步骤S23；
S22，按照所述新调度任务与所述调度任务的优先级数值，从大到小重新编排，将大小次序位于数量为所述预先设定的缓冲数量的调度任务，定义为所述任务序列，执行步骤S24；
S23，根据所述调度任务的优先级数值，将大小次序位于数量为所述预先设定的缓冲数量的调度任务，定义为所述任务序列，执行步骤S24；
S24，将所述任务序列存入所述缓冲区。
4.根据权利要求1所述的电能表操作系统的任务调度方法，其特征在于，所述优先级数值的范围为[0，255]；所述步骤S4包括：
S41，依次判断所述未完成任务的优先级数值为255；若是，则执行步骤S42；若否，则执行步骤S43；
S42，调整所述未完成任务的优先级数值为0，并执行部步骤S5；
S43，将所述未完成任务的优先级数值增加1，得到新的优先级数值，并执行步骤S5。
5.一种电能表操作系统的任务调度装置，其特征在于，包括：
响应模块，用于响应于任务调度指令，确定调度队列；所述调度队列中存在不少于一个调度任务；
缓存模块，用于按照预先设定的缓冲数量，从所述调度队列中根据每一所述调度任务的优先级数值，确定数量为所述预先设定的缓冲数量的任务序列，并存入缓冲区；
任务执行模块，用于按照预先设定的循环时隙长度，依次执行所述缓冲区中的任务并直至循环执行次数满足预先循环次数；
调整模块，用于调整所述任务系列中的未完成任务的优先级数值；
队列更新模块，用于重新将所述未完成任务加入所述调度队列，并重新执行所述缓存模块。
6.根据权利要求5所述的电能表操作系统的任务调度装置，其特征在于，所述响应模块包括：
响应子模块，用于响应于所述任务调度指令，读取并运行调度代码；
调度队列确定子模块，用于根据所述调度代码，确定所述调度队列。
7.根据权利要求5所述的电能表操作系统的任务调度装置，其特征在于，所述缓存模块包括：
第一判断子模块，判断所述调度队列中是否存在新调度任务；若是，则执行第一序列确定子模块；若否，则执行第二序列确定子模块；
所述第一序列确定子模块，用于按照所述新调度任务与所述调度任务的优先级数值，从大到小重新编排，将大小次序位于数量为所述预先设定的缓冲数量的调度任务，定义为所述任务序列，执行缓存子模块；
第二序列确定子模块，根据所述调度任务的优先级数值，将大小次序位于数量为所述预先设定的缓冲数量的调度任务，定义为所述任务序列，执行所述缓存子模块；
所述缓存子模块，将所述任务序列存入所述缓冲区。
8.根据权利要求5所述的电能表操作系统的任务调度装置，其特征在于，所述优先级数值的范围为[0，255]；所述调整模块包括：
第二判断子模块，用于依次判断所述未完成任务的优先级数值为255；若是，则执行第一调整子模块；若否，则执行第二调整子模块；
所述第一调整子模块，调整所述未完成任务的优先级数值为0，并执行队列更新模块；
所述第二调整子模块，将所述未完成任务的优先级数值增加1，得到新的优先级数值，并执行队列更新模块。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有分析机可读取指令，当所述分析机可读取指令由所述处理器执行时，运行如权利要求1-4任一项所述的方法。
10.一种存储介质，其上存储有分析机程序，其特征在于，所述分析机程序被处理器执行时运行如权利要求1-4任一项所述的方法。
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