CN109710390B - 单线程处理器的多任务处理方法及处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单线程处理器的多任务处理方法及处理系统，其中，所述处理方法包括如下步骤：S1：分别对每个待处理任务进行拆分，获得与每个待处理任务一一对应的多个子任务，同时，预设相邻子任务之间的时间间隔，其中，每个待处理任务的拆分位置选择在延时或等待外部信息的位置；S2：交替执行每个待处理任务，直至处理完所有待处理任务，其中，每执行完一个待处理任务中的一个子任务后，循环查找下一个可执行的待处理任务，若找到，则执行该待处理任务中的待执行的子任务。该单线程处理器的多任务处理方法及处理系统有效提高了处理器的利用率，同时，提高了所有任务的实时性、缩短了任务的处理速度时间。
Description
技术领域
本发明涉及多任务处理领域，特别提供了一种单线程处理器的多任务处理方法。
背景技术
近年来，物联网行业发展越来越迅速，随之而来的是嵌入式处理器的应用越来越广泛。在处理器选型的时候，企业为了节约成本往往在满足功能要求的基础上选择尽可能低价的处理器，然而，这些处理器的性能有限，有些不能移植操作系统，无法实现多任务的同时运行，只能在完成一个任务后再执行后面的任务，但是，在任务的执行过程中，经常存在延时或等待外部信息的情况，这时，处理器处于空闲状态，却无法执行其他任务，利用率极低。
因此，如何提高处理器的利用率，提高所有任务的实时性，成为人们亟待解决的问题。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种单线程处理器的多任务处理方法及处理系统，以提高处理器的利用率、实现多任务的快速处理。
本发明一方面提供了一种单线程处理器的多任务处理方法，包括：单线程处理器的多任务处理方法，用于交替执行多个待处理任务，包括如下步骤：
S1：分别对每个待处理任务进行拆分，获得与每个待处理任务一一对应的多个子任务，同时，预设相邻子任务之间的时间间隔，其中，每个待处理任务的拆分位置选择在延时或等待外部信息的位置；
S2：交替执行每个待处理任务，直至处理完所有待处理任务，其中，每执行完一个待处理任务中的一个子任务后，循环查找下一个可执行的待处理任务，若找到，则执行该待处理任务中的待执行的子任务。
优选，S2中，执行完一个待处理任务中的一个子任务后，循环查找下一个可执行的待处理任务，若找到，则执行该待处理任务中的待执行的子任务的步骤如下：
S21：执行完一个待处理任务中的一个子任务后，在所有待处理任务中循环查找下一个可执行的待处理任务，若找到，进入S22，若未找到，重复执行该步骤；
S22：从与该待处理任务对应的执行位置存储器中查找该待处理任务上一次执行到的位置，并执行该位置后的第一个待执行的子任务。
进一步优选，S21中在所有待处理任务中循环查找下一个可执行的待处理任务，若找到，进入S22，若未找到，重复执行该步骤的步骤如下：
S211：设置与待处理任务一一对应的时间间隔存储单元，其中，时间间隔存储单元中存储执行与其对应的待处理任务内部的下一子任务所需的时间间隔；
S212：循环查找与待处理任务对应的时间间隔存储单元，若首次查找到时间间隔存储单元中存储的所需的时间间隔已过，则将与该时间间隔存储单元对应的待处理任务作为下一个可执行的待处理任务，并进入S22，若未找到，重复执行该步骤。
进一步优选，所述时间间隔存储单元中存储的时间间隔在每执行完与其对应的待处理任务中的一个子任务后，通过该子任务与下一个子任务之间的预设时间间隔进行更新。
进一步优选，S21前还包括为各待处理任务设置优先级的步骤，则S212中循环查找与待处理任务对应的时间间隔存储单元是由与优先级高的待处理任务对应的时间间隔存储单元向与优先级低的待处理任务对应的时间间隔存储单元依次循环查找。
本发明还提供了一种单线程处理器的多任务处理系统，用于交替执行多个待处理任务，包括：
待处理任务拆分单元：分别对每个待处理任务进行拆分，获得与每个待处理任务一一对应的多个子任务，其中，每个待处理任务的拆分位置选择在延时或等待外部信息的位置；
时间间隔设置单元：用于预设每个待处理任务中相邻子任务之间的时间间隔；
待处理任务执行单元：用于交替执行每个待处理任务，直至处理完所有待处理任务，其中，每执行完一个待处理任务中的一个子任务后，循环查找下一个可执行的待处理任务，若找到，则执行该待处理任务中的待执行的子任务。
优选，所述单线程处理器的多任务处理系统还包括与待处理任务一一对应的执行位置存储单元，用于存储该待处理任务上一次执行到的位置，待处理任务执行单元每次由与可执行的待处理任务对应的执行位置存储单元中存储的上一次执行到的位置后的第一个待执行的子任务开始执行。
进一步优选，所述单线程处理器的多任务处理系统还包括与待处理任务一一对应的时间间隔存储单元，其中，时间间隔存储单元中存储执行与其对应的待处理任务内部的下一子任务所需的时间间隔，其中，待处理任务执行单元循环查找下一个可执行的待处理任务通过循环查找与待处理任务对应的时间间隔存储单元实现，若首次查找到时间间隔存储单元中存储的所需的时间间隔已过，则将与该时间间隔存储单元对应的待处理任务作为下一个可执行的待处理任务。
进一步优选，所述时间间隔存储单元中存储的时间间隔在每执行完与其对应的待处理任务中的一个子任务后，通过该子任务与下一个子任务之间的预设时间间隔进行更新。
进一步优选，所述单线程处理器的多任务处理系统还包括优先级设置单元，用于为各待处理任务设置优先级，其中，待处理任务执行单元循环查找与待处理任务对应的时间间隔存储单元是由与优先级高的待处理任务对应的时间间隔存储单元向与优先级低的待处理任务对应的时间间隔存储单元依次循环查找。
本发明提供的单线程处理器的多任务处理方法及处理系统，将每个待处理任务在存在延时或等待外部信息的位置进行拆分，使待处理任务被拆分成多个子任务，在每执行完一个子任务后，都将从待处理任务中循环查找下一个可执行的待处理任务并执行其中的子任务，如此循环，直至执行完所有的待处理任务，该过程中，避免了处理器的空闲。
本发明提供的单线程处理器的多任务处理方法，有效提高了处理器的利用率，同时，提高了所有任务的实时性、缩短了任务的处理速度时间。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明提供的单线程处理器的多任务处理方法的流程图；
图2为S2的部分流程图；
图3为S21的部分流程图。
具体实施方式
下面将结合具体的实施方案对本发明进行进一步的解释，但并不局限本发明。
如图1所示，本发明提供了一种单线程处理器的多任务处理方法，用于交替执行多个待处理任务，包括如下步骤：
S1：分别对每个待处理任务进行拆分，获得与每个待处理任务一一对应的多个子任务，同时，预设相邻子任务之间的时间间隔，其中，每个待处理任务的拆分位置选择在延时或等待外部信息的位置；
其中，对待处理任务的拆分可在编程时进行，编程过程中，将存在延时或等待外部信息的位置作为拆分点，同时，预设相邻子任务之间的时间间隔，相邻子任务的时间间隔表示执行完当前子任务后需经过多长时间后才能继续执行下一个子任务，其中，每个待处理任务的各个相邻子任务之间的时间间隔可以相同也可以不同，可根据经验设置时间间隔。
S2：交替执行每个待处理任务，直至处理完所有待处理任务，其中，每执行完一个待处理任务中的一个子任务后，循环查找下一个可执行的待处理任务，若找到，则执行该待处理任务中的待执行的子任务。
该单线程处理器的多任务处理方法，将每个待处理任务在存在延时或等待外部信息的位置进行拆分，使待处理任务被拆分成多个子任务，在每执行完一个子任务后，都将从待处理任务中循环查找下一个可执行的待处理任务并执行其中的子任务，如此循环，直至执行完所有的待处理任务，该过程中，避免了处理器的空闲。
作为技术方案的改进，如图2所示，S2中，执行完一个待处理任务中的一个子任务后，循环查找下一个可执行的待处理任务，若找到，则执行该待处理任务中的待执行的子任务的步骤如下：
S21：执行完一个待处理任务中的一个子任务后，在所有待处理任务中循环查找下一个可执行的待处理任务，若找到，进入S22，若未找到，重复执行该步骤；
S22：从与该待处理任务对应的执行位置存储器中查找该待处理任务上一次执行到的位置，并执行该位置后的第一个待执行的子任务。
通过执行位置存储器可以记录与其对应的待处理任务的执行位置。
作为技术方案的改进，S21中在所有待处理任务中循环查找下一个可执行的待处理任务，若找到，进入S22，若未找到，重复执行该步骤的步骤如下：
S211：设置与待处理任务一一对应的时间间隔存储单元，其中，时间间隔存储单元中存储执行与其对应的待处理任务内部的下一子任务所需的时间间隔；
S212：循环查找与待处理任务对应的时间间隔存储单元，若首次查找到时间间隔存储单元中存储的所需的时间间隔已过，则将与该时间间隔存储单元对应的待处理任务作为下一个可执行的待处理任务，并进入S22，若未找到，重复执行该步骤。
其中，下一个可执行的待处理任务通过是否到达可执行的时间间隔确定，循环查找与各个待处理任务的对应的时间间隔，若查找到时间间隔已过，说明该任务可以立即执行，则立即执行该任务，其中，每个待处理任务执行过程中的相关数据可通过与其对应的存储器进行存储，在再次执行该任务时，所需数据从与其对应的存储器中获取即可。
作为技术方案的改进，所述时间间隔存储单元中存储的时间间隔在每执行完与其对应的待处理任务中的一个子任务后，通过该子任务与下一个子任务之间的预设时间间隔进行更新。
作为技术方案的改进，S21前还包括为各待处理任务设置优先级的步骤，优先级越高，表明该任务越紧急，需优先执行，那么，S212中循环查找与待处理任务对应的时间间隔存储单元的过程中则是由与优先级高的待处理任务对应的时间间隔存储单元向与优先级低的待处理任务对应的时间间隔存储单元依次循环查找，为了保证各个待处理任务的处理进度，在不设置优先级的情况下，循环查找与待处理任务对应的时间间隔存储单元的过程中则是由与被查找次数少的待处理任务对应的时间间隔存储单元向与被查找次数多的待处理任务对应的时间间隔存储单元依次循环查找。
本发明还提供了一种单线程处理器的多任务处理系统，用于交替执行多个待处理任务，包括：
待处理任务拆分单元：分别对每个待处理任务进行拆分，获得与每个待处理任务一一对应的多个子任务，其中，每个待处理任务的拆分位置选择在延时或等待外部信息的位置，其中，对待处理任务的拆分可在编程时进行，编程过程中，将存在延时或等待外部信息的位置作为拆分点；
时间间隔设置单元：用于预设每个待处理任务中相邻子任务之间的时间间隔，其中，相邻子任务的时间间隔表示执行完当前子任务后需经过多长时间后才能继续执行该待处理任务中的下一个子任务，其中，每个待处理任务的各个相邻子任务之间的时间间隔可以相同也可以不同，可根据经验设置时间间隔；
待处理任务执行单元：用于交替执行每个待处理任务，直至处理完所有待处理任务，其中，每执行完一个待处理任务中的一个子任务后，循环查找下一个可执行的待处理任务，若找到，则执行该待处理任务中的待执行的子任务。
该单线程处理器的多任务处理系统将每个待处理任务在存在延时或等待外部信息的位置进行拆分，使待处理任务被拆分成多个子任务，在每执行完一个子任务后，都将从待处理任务中循环查找下一个可执行的待处理任务并执行其中的子任务，如此循环，直至执行完所有的待处理任务，该过程中，避免了处理器的空闲。
作为技术方案的改进，所述单线程处理器的多任务处理系统还包括与待处理任务一一对应的执行位置存储单元，用于存储该待处理任务上一次执行到的位置，待处理任务执行单元每次由与可执行的待处理任务对应的执行位置存储单元中存储的上一次执行到的位置后的第一个待执行的子任务开始执行。
作为技术方案的改进，所述单线程处理器的多任务处理系统还包括与待处理任务一一对应的时间间隔存储单元，其中，时间间隔存储单元中存储执行与其对应的待处理任务内部的下一子任务所需的时间间隔，其中，待处理任务执行单元循环查找下一个可执行的待处理任务通过循环查找与待处理任务对应的时间间隔存储单元实现，若首次查找到时间间隔存储单元中存储的所需的时间间隔已过，则将与该时间间隔存储单元对应的待处理任务作为下一个可执行的待处理任务。
其中，下一个可执行的待处理任务通过是否到达可执行的时间间隔确定，循环从与各个待处理任务的对应的时间间隔存储单元中查找时间间隔，若查找到时间间隔已过，说明该任务可以立即执行，则立即执行该任务，其中，每个待处理任务执行过程中的相关数据可通过与其对应的存储器进行存储，在再次执行该任务时，所需数据从与其对应的存储器中获取即可。
作为技术方案的改进，所述时间间隔存储单元中存储的时间间隔在每执行完与其对应的待处理任务中的一个子任务后，通过该子任务与下一个子任务之间的预设时间间隔进行更新。
作为技术方案的改进，所述单线程处理器的多任务处理系统还包括优先级设置单元，用于为各待处理任务设置优先级，优先级越高，表明该任务越紧急，需优先执行，其中，待处理任务执行单元循环查找与待处理任务对应的时间间隔存储单元是由与优先级高的待处理任务对应的时间间隔存储单元向与优先级低的待处理任务对应的时间间隔存储单元依次循环查找，为了保证各个待处理任务的处理进度，在不设置优先级的情况下，循环查找与待处理任务对应的时间间隔存储单元的过程中则是由与被查找次数少的待处理任务对应的时间间隔存储单元向与被查找次数多的待处理任务对应的时间间隔存储单元依次循环查找。
本发明的具体实施方式是按照递进的方式进行撰写的，着重强调各个实施方案的不同之处，其相似部分可以相互参见。
上面结合附图对本发明的实施方式做了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (6)
1.单线程处理器的多任务处理方法，用于交替执行多个待处理任务，其特征在于，包括如下步骤：
S1：分别对每个待处理任务进行拆分，获得与每个待处理任务一一对应的多个子任务，同时，预设相邻子任务之间的时间间隔，其中，每个待处理任务的拆分位置选择在延时或等待外部信息的位置；
S2：交替执行每个待处理任务，直至处理完所有待处理任务，其中，每执行完一个待处理任务中的一个子任务后，循环查找下一个可执行的待处理任务，若找到，则执行该待处理任务中的待执行的子任务；
其中，S2中，执行完一个待处理任务中的一个子任务后，循环查找下一个可执行的待处理任务，若找到，则执行该待处理任务中的待执行的子任务的步骤如下：
S21：执行完一个待处理任务中的一个子任务后，在所有待处理任务中循环查找下一个可执行的待处理任务，若找到，进入S22，若未找到，重复执行该步骤；
S22：从与该待处理任务对应的执行位置存储器中查找该待处理任务上一次执行到的位置，并执行该位置后的第一个待执行的子任务；
S21中在所有待处理任务中循环查找下一个可执行的待处理任务，若找到，进入S22，若未找到，重复执行该步骤的步骤如下：
S211：设置与待处理任务一一对应的时间间隔存储单元，其中，时间间隔存储单元中存储执行与其对应的待处理任务内部的下一子任务所需的时间间隔；
S212：循环查找与待处理任务对应的时间间隔存储单元，若首次查找到时间间隔存储单元中存储的所需的时间间隔已过，则将与该时间间隔存储单元对应的待处理任务作为下一个可执行的待处理任务，并进入S22，若未找到，重复执行该步骤。
2.按照权利要求1所述单线程处理器的多任务处理方法，其特征在于：所述时间间隔存储单元中存储的时间间隔在每执行完与其对应的待处理任务中的一个子任务后，通过该子任务与下一个子任务之间的预设时间间隔进行更新。
3.按照权利要求1所述单线程处理器的多任务处理方法，其特征在于：S21前还包括为各待处理任务设置优先级的步骤，则S212中循环查找与待处理任务对应的时间间隔存储单元是由与优先级高的待处理任务对应的时间间隔存储单元向与优先级低的待处理任务对应的时间间隔存储单元依次循环查找。
4.单线程处理器的多任务处理系统，用于交替执行多个待处理任务，其特征在于，包括：
待处理任务拆分单元：分别对每个待处理任务进行拆分，获得与每个待处理任务一一对应的多个子任务，其中，每个待处理任务的拆分位置选择在延时或等待外部信息的位置；
时间间隔设置单元：用于预设每个待处理任务中相邻子任务之间的时间间隔；
待处理任务执行单元：用于交替执行每个待处理任务，直至处理完所有待处理任务，其中，每执行完一个待处理任务中的一个子任务后，循环查找下一个可执行的待处理任务，若找到，则执行该待处理任务中的待执行的子任务；
还包括与待处理任务一一对应的执行位置存储单元，用于存储该待处理任务上一次执行到的位置，待处理任务执行单元每次由与可执行的待处理任务对应的执行位置存储单元中存储的上一次执行到的位置后的第一个待执行的子任务开始执行；
还包括与待处理任务一一对应的时间间隔存储单元，其中，时间间隔存储单元中存储执行与其对应的待处理任务内部的下一子任务所需的时间间隔，其中，待处理任务执行单元循环查找下一个可执行的待处理任务通过循环查找与待处理任务对应的时间间隔存储单元实现，若首次查找到时间间隔存储单元中存储的所需的时间间隔已过，则将与该时间间隔存储单元对应的待处理任务作为下一个可执行的待处理任务。
5.按照权利要求4所述单线程处理器的多任务处理系统，其特征在于：所述时间间隔存储单元中存储的时间间隔在每执行完与其对应的待处理任务中的一个子任务后，通过该子任务与下一个子任务之间的预设时间间隔进行更新。
6.按照权利要求4所述单线程处理器的多任务处理系统，其特征在于：还包括优先级设置单元，用于为各待处理任务设置优先级，其中，待处理任务执行单元循环查找与待处理任务对应的时间间隔存储单元是由与优先级高的待处理任务对应的时间间隔存储单元向与优先级低的待处理任务对应的时间间隔存储单元依次循环查找。
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