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嵌入式系统论文
嵌入式实时系统中的优先级反转问题
摘要：嵌入式实时系统中由于多任务共享资源，通常会出现一些奇怪的现象。本文就什
么是优先级反转及其产生原因进行分析，并提出2个行之有效的解决方案。
关键词：嵌入式实时系统 多任务 信号量 优先级反转
1 问题的提出
目前，市场上占有率比较高的商业RTOS有VxWorks/PSOS、QNX、
LynxOS、VRTX,、Windows
CE等。这些为数众多的RTOS绝大多数都是多任务实时微内核的结构，采用的是基于优先
级的可抢占式调度策略。系统为每一个任务分配一个优先权，调度程序保证当前运行的
进程是优先权最高的进程。但是，有时候会出现一种比较奇怪的现象：由于多进程共享
资源，具有最高优先权的进程被低优先级进程阻塞，反而使具有中优先级的进程先于高
优先级的进程执行，导致系统的崩溃。这就是所谓的优先级反转（Priority
Inversion）。
2 优先级反转
RTOS普遍具有2个特点：实时性和多任务。实时是指系统的响应时间必须在规定的时
间内，超出这个时间限制将会使系统出现致命的错误；同时，实时性还要求对时间要求
非常急迫的任务要先于对时间不是很紧急的任务执行。正是由于这2个原因，RTOS的进程
调度普遍采用的是基于优先级的可抢占式PBP（Priority Based
Preemptive）的调度策略。多任务是嵌入式系统的内在要求。如今的嵌入式系统普遍要
求具有多任务并发执行的能力，因此RTOS中也必须提供多任务并发执行的支持。由于多
任务并发，必然会导致多个任务共享资源。如有2个任务task1和task2并发执行，都需要
向打印机输出结果。由于只有1台打印机，所以在某个时间段内只能有1个任务，如task
1占有打印机并向打印机输出，而这时另一个任务task2处于等待状态。当task1输出完毕
后，task2由等待转为就绪，当
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