调度节拍（Scheduler Tick） | HRTOS Documentation

01

机制概述

系统时间推进与任务调度并不是同一个概念。

系统 Tick 为内核提供周期性的时间推进依据。在具体实现中，Tick 相关处理可以与任务等待计时、超时检查、时间片管理及调度触发等机制发生联系。

需要区分的是：时间基准、任务状态更新、调度请求和实际上下文切换 属于不同层次。一次 Tick 到来，并不意味着每次都会发生任务切换。

阅读重点： 本页介绍调度节拍涉及的机制和接口。具体中断路径、时间片更新条件及调度触发方式，应以 HRTOS 当前内核实现为准。

02

工作机制

从周期性中断到可能发生的调度处理。

STEP 01

Tick 中断

硬件定时器按照配置产生周期性中断。

STEP 02

时间推进

执行相应的系统时间计数与时间管理处理。

STEP 03

状态检查

根据内核规则处理等待计时和满足条件的任务。

STEP 04

调度处理

符合相应触发条件时，进入后续调度流程。

关于时间片： 时间片轮转依赖调度器的时间片管理规则。不能仅凭存在周期性 Tick，就推断每次 Tick 都会递减时间片或切换到另一个任务。

对于任务延时，重点是等待条件何时满足以及任务状态如何更新；对于调度处理，重点则是何时需要重新选择任务，以及内核通过什么路径完成切换。

03

关键接口

系统 Tick 配置、时间读取与延时相关 API。

            Time API Reference
            HRTOS / C51
          
extern char os_tick_config(u8 slice_count, u16 tick_value);
extern void os_tick_get(u16 *high, u16 *low);
extern u32 os_uptime_ms(void);

extern u16 os_ms_to_tick(u16 ms);
extern u16 os_sec_to_tick(u8 sec);

extern void os_delay(u16 tick);
extern void os_delay_ms(unsigned char ms);

接口	作用
`os_tick_config()`	配置系统 Tick 相关参数，包括时间片配置参数与定时器周期参数。
`os_tick_get()`	读取系统 Tick 计数的高、低 16 位。
`os_uptime_ms()`	获取以毫秒表示的系统运行时间。
`os_ms_to_tick()`	将毫秒数转换为 Tick 数量。
`os_sec_to_tick()`	将秒数转换为 Tick 数量。
`os_delay()`	任务级 Tick 延时接口。
`os_delay_ms()`	毫秒参数的忙等待延时；等待期间持续占用 CPU，不通过任务阻塞机制主动让出处理器。

使用注意： os_delay_ms() 属于忙等待，与任务级延时有本质区别。不应将它当作能够阻塞当前任务并让其他任务运行的延时接口。

04

Tick 配置与时间参数

配置参数决定系统节拍的实际运行行为。

os_tick_config(u8 slice_count, u16 tick_value) 用于配置 HRTOS 的 Tick 相关参数。配置时应结合目标芯片、定时器时钟、内核时间单位及时间片策略理解各参数的含义。

            Timer Reload Calculation
            PARAMETER NOTE
          
// 原文档所述的重装值换算形式
reload = 65535 - tick_value + 1

// 结果写入的寄存器
OS_T0_TH0
OS_T0_TL0

参数说明： 上述公式按原文档提供的描述保留。实际使用时，应核对 os_tick_config() 的实现、参数取值范围、定时器工作模式与目标芯片的数据手册，确认计算结果和寄存器配置相匹配。

初始化顺序、定时器启动时机及参数合法性检查也应以当前内核实现为准，不宜仅根据接口名称推断内部执行顺序。

05

运行流程与调度关系

将时间处理与上下文切换分开理解。

            Conceptual Execution Flow
            LOGIC OVERVIEW
          
// 1. 时间基准
Hardware Timer
  └─ Tick Interrupt
       └─ System Time Update

// 2. 时间相关处理
  ├─ Waiting-Time Processing
  ├─ Timeout / Wake-up Conditions
  └─ Task-State Update

// 3. 调度相关处理
  └─ Scheduling Trigger
       └─ Scheduler / Context Switch
          // 是否发生及如何执行，取决于具体条件

如果等待任务达到唤醒条件，内核可以按照相应规则更新任务状态；任务进入就绪状态之后，是否立即执行，还取决于调度策略、当前执行上下文及相关触发条件。

因此，分析实时响应时间时，应分别关注 Tick 中断处理耗时、调度触发路径、上下文切换开销以及高优先级任务对执行时机的影响。

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设计与实时性注意事项

时间精度、处理开销和响应延迟需要共同考虑。

中断处理开销

Tick 相关中断处理应尽可能精简，避免在中断路径中引入不必要的长耗时操作。

时间分辨率

Tick 周期决定基于 Tick 的时间管理粒度之一，但不等于整个系统的实际响应延迟。

时间片策略

时间片轮转行为取决于调度器的具体实现，需结合优先级策略和时间片配置分析。

精度与开销

提高 Tick 频率通常会增加单位时间内的中断处理次数，应结合应用需求评估。

关于 Tickless： Tickless 是一种可选的低功耗时间管理设计，并非所有 RTOS 都默认支持。本页不将其描述为 HRTOS 已实现的功能；如需介绍，应以实际代码和目标平台支持情况为依据。

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