内核结构分层模型(Kernel Layer Model)
内核结构定义了HRTOS内部的功能分层与职责划分,是理解调度、执行与中断关系的基础模型。
结构概述
在 HRTOS 中,内核结构用于描述内核内部的功能分层与职责边界。 它通过调度器、中断系统与通信机制的协同,实现对“CPU执行权”的持续控制。
中断层 → 调度层 → 执行层 → 状态更新 → 调度循环
Kernel 设计目标
Kernel 结构必须满足以下约束:
- 调度入口始终唯一
- 就绪队列结构清晰且可遍历
- 上下文切换路径固定
- 中断路径可回收至调度入口
核心结构层
结构关系
HRTOS 内核运行本质是一个闭环控制系统:
① 事件触发(中断 / 系统调用 / 任务状态变化)
↓
② 进入调度入口(Kernel Entry)
↓
③ 就绪队列评估(Ready Queue Scan)
↓
④ 调度决策(Priority / Preemption Decision)
↓
⑤ 上下文切换(Context Switch)
↓
⑥ 任务执行(Task Running)
↓
⑦ 状态反馈(阻塞 / 就绪 / 事件触发)
↓
⑧ 回归内核循环
系统本质
所有任务执行,本质上都是: 调度器不断重新分配 CPU 使用权的结果
因此 HRTOS 的实时性,本质由 Kernel 决策路径决定。