多任务COS操作系统、运行方法、计算机设备和存储介质与流程

本发明属于嵌入式操作系统的，具体涉及一种多任务cos操作系统、运行方法、计算机设备和存储介质。

背景技术：

1、cos(chip operating system)操作系统目前被广泛应用在嵌入式技术领域，在其现有技术方案中，系统多以轮询方式执行主逻辑代码，且以中断方式配合执行设备中断源引发的各种中断事件。如图1所示，现有技术的cos系统运行时，首先将设备进行初始化处理，接着进行判断步骤，进而进入指令列表业务逻辑步骤，在指令列表业务逻辑步骤之后，可以对该步骤进行中断/中断处理，而重新进入判断步骤，或者直接结束。

2、在实际业务场景中，cos系统根据不同的业务指令，执行相应业务代码。如图2所示，为现有技术的cos系统业务流程，cos系统内部设置有指令列表，具体指令内容由业务模块确定，系统按照指令接收的先后顺序依次执行业务逻辑且执行结果由系统通信接口返出。

3、由此可以看出，现有cos系统按指令接收顺序，以串行方式依次执行业务指令，只有在前一条指令执行完毕并给出响应后，才能继续执行第二条业务指令再给出响应结果，而这种运行方法通常会出现：

4、1)若前一指令处理时间较长，则会造成通信死等的状态，而降低处理效率；

5、2)若某条指令处理发生异常，则导致系统逻辑进入异常状态；

6、3)若芯片内部各硬件子模块支持并行处理，则未能对芯片并行处理能力有效利用；

7、4)不能对外部实时关键类紧急指令做及时响应。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种多任务cos操作系统、运行方法、计算机设备和存储介质，能够充分发挥芯片并行运算能力，提升系统吞吐效率，优化紧急指令的响应时间，同时具备一定的系统扩展性。

2、本发明的目的通过以下技术方案实现：

3、一种多任务cos操作系统的运行方法，包括以下步骤：

4、步骤一：操作系统处于初始化状态时，获取操作系统中每一进程的优先级和时间片，操作系统的定时器根据当前进程的时间片进行定时检查，定时结束后操作系统的定时器中断触发，此时判断当前进程的时间片是否到期，如是，则进入进程调度步骤；如否，则继续执行当前进程直至完毕。

5、步骤二：在进程调度步骤中，将当前进程在操作系统中现场进行上下文压栈，进一步在操作系统中获取其中的最高优先级进程，该最高优先级进程处于就绪状态，并对该最高优先级进程弹栈或执行。

6、进一步的，所述进程调度步骤包括收发进程的调度、信使进程的调度、业务进程的调度以及安全进程的调度，收发进程的调度、信使进程的调度、业务进程的调度以及安全进程的调度按照优先级由高到低依次排序。

7、进一步的，所述收发进程的调度步骤包括：在操作系统运行当前进程时，判断通信io中断是否触发，如是，则利用操作系统清零当前进程剩余的时间片，然后进入进程调度步骤，在操作系统中将当前进程现场进行上下文压栈，然后获取收发进程，利用收发进程模块将该收发进程在操作系统中进行弹栈或执行，以使收发进程模块收发数据，收发进程做接收数据操作时，将接收到的数据存入信使进程指定的存储地址ram中；如否，则继续执行当前进程直至完毕。

8、进一步的，所述信使进程的调度步骤包括：在操作系统运行收发进程或业务进程完毕时，操作系统的定时器中断触发，则进入进程调度步骤，将当前进程在操作系统中现场进行上下文压栈，进一步在操作系统中获取其中的信使进程，该信使进程处于就绪状态，并对该信使进程弹栈或执行；

9、进一步的，当信使进程紧随收发进程完毕之后时，信使进程模块将收发进程模块存储在存储ram地址中的数据独立存储在相应的固定块中，信使进程模块进而将收发进程模块存储的数据以固定块的方式传送至相应的业务进程模块中；

10、当信使进程紧随业务进程完毕之后时，信使进程模块将业务进程模块传送的数据独立存储在相应的固定块中，信使进程模块进而将收到业务进程模块存储的数据以固定块的方式传动至收发进程模块中，最终通过收发进程模块将业务进程模块的响应数据返出给外界。

11、进一步的，所述业务进程的调度步骤包括：在操作系统运行当前进程时，通信io则会中断触发，判断通信io中断是否触发，如是，则利用操作系统清零当前进程剩余的时间片，然后进入进程调度步骤，在操作系统中将当前进程现场进行上下文压栈，然后获取业务进程，利用业务进程模块根据优先级由高到低对多个就绪的业务进程进行排序形成队列，进而依次对多个业务进程进行弹栈或执行，同时利用业务进程模块对多个业务进程弹栈或执行时产生的响应数据存储至信使进程模块的存储ram中；如否，则继续执行当前进程直至完毕。

12、进一步的，业务进程中，针对同优先级就绪的业务进程队列，以数据传输先后进行排序形成相应队列，进而利用业务进程模块对多个业务进程进行弹栈或执行。

13、进一步的，所述安全进程的调度步骤包括：在其他进程处于休眠状态时，操作系统直接调度安全进程，安全进程模块采取主动式安全策略并根据实际场景需求，可对操作系统的固件进行完整性自检、随机数自检、算法自检等安全检查操作。

14、进一步的，在安全进程操作完毕后，安全进程模块置位于操作系统中相对应的自检标志位，在外界需要获取此类信息时，可快速将标志位状态返出。

15、一种多任务cos操作系统，应用于操作系统的运行方法，包括：

16、定时器，用于对操作系统中每一进程的时间片进行计时定时，并检查当前进程时间片是否到期，当进程到期，定时器中断触发；

17、通信io，用于操作系统运行过程中io中断的触发；

18、收发进程模块，用于接收外部指令数据，以及向外部返出系统响应数据；

19、信使进程模块，用于数据传递，以及对数据区ram存储的数据进行维护；

20、数据区ram，分为不同大小的固定块，固定块采用链表方式操作，固定块用于存储独立的数据；

21、业务进程模块，用于业务逻辑处理，根据业务数量的不同，增加相应的业务进程；

22、安全进程模块，常驻于操作系统的内存中，在其他进程处于休眠状态时，安全进程在调度程序控制下，用于对操作系统固定完整性自检、随机数自检、算法自检等安全检查操作。

23、一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

24、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

25、本发明具有如下有益效果：

26、一种多任务cos操作系统的运行方法，能够在操作系统当前进程运行结束后，对优先级较高的进程优先进行调度，以使高优先级的就绪进程及时弹栈或执行，以使操作系统及时处理较为紧急或关键的进程，以减少操作系统在运行过程中出现死等或系统逻辑进入异常状态的情况，以使操作系统能够对芯片并行能力进行有效利用，且能够及时对外部实时的关键类紧急指令进行及时响应。

27、一种多任务cos操作系统，本发明的多任务cos操作系统主要由定时器、通信io、收发进程模块、信使进程模块、数据区ram、业务进程模块、安全进程模块以及系统可扩展模块组成，定时器可以根据相应进程的时间片进行计时后中断，而通信io可以根据当前需要操作的进程根据优先级顺序，中断当前操作系统运行的进程，以提前进入进程调度步骤，以调度优先级靠前的形成，以使优先级靠前的进程优先执行操作；其中在形成调度时，会根据优先级次序以及实际情况，调度相应的进程，其中优先调度收发进程模块的进程，其次信使进程模块的进程，接着业务进程模块的进程，最后是安全进程模块的进程，采用这样的次序，可以使外界送达的信息可以得到及时和优先处理并保存，进而便于实时完善地处理相关业务，最终在其余进程休眠状态时，可以利用安全进程模块对操作系统进行安全检查，以提高操作系统安全性；与此同时，通过设置系统可扩展模块，以使收发进程模块能够接收并处理不同通信接口协议的信号。相比于现有技术的cos系统，其仅可通过轮询方式执行主逻辑代码，而本发明的cos操作系统在执行主逻辑代码的过程中，同时可以根据新增进程的优先级状况，利用通信io终端当前进程，以使高优先级的进程优先处理，从而提高处理效率，并且减少通信过程造成死等或进入异常的状态，并且可以提升系统吞吐效率，优化紧急指令的响应时间，同时具备一定的系统扩展性。

28、一种计算机设备，能够运行多任务cos操作系统的运行方法的步骤，以使计算机设备中操作系统减少操作系统在运行过程中出现死等或系统逻辑进入异常状态的情况，以使操作系统能够对芯片并行能力进行有效利用，且能够及时对外部实时的关键类紧急指令进行及时响应。

29、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时能够运行多任务cos操作系统的运行方法的步骤，以使计算机设备中操作系统减少操作系统在运行过程中出现死等或系统逻辑进入异常状态的情况，以使操作系统能够对芯片并行能力进行有效利用，且能够及时对外部实时的关键类紧急指令进行及时响应。