本文框架

1.概述
- 1.1Alarm的大概流程
- 1.2单发与周期Alarm
2.Alarms 配置与功能
- 2.1Alarms配置
- 2.2 Alarms的功能
- - 2.2.1 激活任务
  - 2.2.2 设置Event
  - 2.2.3 Alarm回调函数
  - 2.2.4 增加一个计数器
3 Alarms应用
- 3.1 Alarm设置
- - 3.1.1 绝对Alarms设置
  - 3.1.2 相对Alarm
- 3.2自启动Alarms
- 3.3 取消Alarms
- 3.4确认何时会发生Alarm
4 本文总结
5. RTA-OS系列文章汇总

1.概述

在项目开发中，除利用调度表对Task进行调度外，还可以通过Alarm调用任务。使用Alarm机制主要包括两个部分:

一个计数器；即对任务的执行时机计时，设定所需的Counter；
2.一个或多个关联到该计数器的Alarm，系统中的每个计数器可以连接任意数量的Alarm。
Alarm部分规定了达到特定计数器值时要执行的操作。

1.1Alarm的大概流程

选定计数器→关联Task或其他动作→设定Counter→是当计数器的值等于该Alarm预先设定的值时，Alarm到期后RTA-OS会执行一些动作。可以是激活某个task，执行alarm回调函数或设置一个event等

1.2单发与周期Alarm

按Alarm配置使能后作用的次数，可以分为单发与周期两种Alarm:

单发Alarm:Alarm可以配置为到期使能一次;

周期Alarm:Alarm也可以配置为周期性到期，这种被称为周期Alarm

2.Alarms 配置与功能

2.1Alarms配置

Alarm有三处需要配置：名称、计数器与对应操作。

名称:不同Alarm不同；

计数器:与某counter关联，Alarm的任何设置都是根据相关计数器的Tick来完成的；

对应操作，每个alarm可以关联的四种操作：
1）激活Task；
2）设置个Event；
3）执行个回调函数；
4）增加一个软件计数器。

如果需要激活多个任务，设置多个events，执行多个回调函数或增加多个软件计数器就需要多个Alarms，这点是与调度表的区别点。

2.2 Alarms的功能

2.2.1 激活任务

Alarm最常用的功能为激活某个任务，为每个任务创建一个alarm，再按需要的周期触发Alarm。

在AUTOSAR-OS中，每个alarm只允许激活一个task，如需要一个alarm到期激活多个task，则需要创建多个Task或使用Task链激活。

2.2.2 设置Event

Alarm可以作为一个特殊的任务设置Event，通过Alarm设置Event与通过调用SetEvent() API达到的效果相同。这意味着需要同时指定事件和要为其设置事件的任务。

2.2.3 Alarm回调函数

每个Alarm都可以有相关联的回调函数，每个回调函数都需通过ALARMCALLBACK()宏来编写，如下：

ALARMCALLBACK(UserProvidedAlarmCallback)  {/*  Callback  code.  */
}

Alarm触发的回调函数是在OS Level运行，这意味着二类中断是禁止的，应该力求使回调函数尽可能短，以尽量减少任务和ISR在运行时遭受的阻塞量。
可以在回调中进行的唯一RTA-OS API调用是SuspendAllInterrupts()和ResumeAllInterrupts()调用。

2.2.4 增加一个计数器

通过增加Alarm中的软件计数器，可以级联单个ISR中的多个计数器。从Alarm中勾选的计数器将继承原Alarm的周期。

级联计数器的频率必须是驱动Alarm的计数器的整数倍。但是，如果在级联中配置具有循环的系统，或者尝试增加硬件计数器，RTA-OS将产生错误。级联计数器的定时特性与级联中第一个计数器的定时特性相关。因此，级联中最早的计数器决定了确定所有其他计数器的基准频率。如果更改最早计数器的计时速率，则应用程序的整个计时行为将相应地缩放。

如下示例描述了一个级联计数器，显示了如何从中断驱动1ms计数器。1ms计数器上记录的每五次中断都会导致Alarm过期，并增加级联计数器5ms：

#include  <Os.h>
ISR(MillisecondInterrupt){CLEAR_PENDING_INTERRUPT();Os_IncrementCounter(Counter1ms);/*  Every  5th  call  internally  performs Os_IncrementCounter(Counter5ms)  */
}

3 Alarms应用

3.1 Alarm设置

可通过两个API设置Alarms：
 SetAbsAlarm(AlarmID, start, cycle);
绝对式Alarms，会在下次Counter达到后到期，开始执行。如在Set Alarm前，时钟已开始计数则在当次周期不会执行。
 SetRelAlarm(AlarmID, increment, cycle);
增量式Alarm，即设置该Alarm后计数满足就执行该Alarm。

在这两个API调用中，周期值为零表示该Alarm为单次触发Alarm，这意味着该Alarm在取消之前只会过期一次。循环值大于零表示循环Alarm。这意味着它将在第一次到期后的每个周期内继续到期。通过设置非零周期值，可以方便地配置周期性Alarm，这些Alarm以周期性Tick的周期性出现。

选取参数
如果激活的任务是BCC1或ECC1/2，则不会有排队激活。这意味着，如果起始值或增量值非常短，或者起始值非常接近当前计数器值，则这可能会导致不期望的副作用。当先前激活的实例仍在执行时，Alarm将尝试激活任务。激活将丢失，并引发E_OS_LIMIT错误，必须确保在下一个导致任务重新触发的Alarm发生之前，有足够的时间完成任务。

3.1.1 绝对Alarms设置

单发Alarm
绝对Alarm指定Alarm过期的基础计数器的绝对值。单触发绝对Alarm可用于根据预先定义的阈值监控事件-当超过阈值时，Alarm可配置为过期。您可能希望统计运行时采集的数据样本中发生的错误次数，然后在错误数达到危险级别时触发恢复操作。示例代码如下：

/*  Expire  when  counter  value  reaches  42.  */
SetAbsAlarm(DangerLevelReached,  42,  0);

当需要设置等待固定时间量的超时，然后在超时发生时采取措施时，单次触发Alarm非常有用。

周期Alarm
如果绝对Alarm指定了一个非零周期值，则它将首先在指定的起始点终止，然后在此后的每个周期终止。如下所示。

/*  Expire  when  counter  value  reaches  10  and  then  every  20  ticks thereafter  */
SetAbsAlarm(Alarm1,  10,  20);

设置Alarm为过去值
设置为过去式Alarm时，需要等待MAXALLOWEDVALUE+1个Tick后才能到期。
注意：一个常见的错误是设置绝对Alarm在OS 起动后Counter为0时发生，这样的Alarm不会发生，因为0已经是过去发生的。

将绝对循环Alarm同步到计数器包装
将Alarm设置为在已知的同步点定期发生对于实时系统非常重要。但是，在AUTOSAR操作系统中，不可能将绝对Alarm设置为每次基线计数器环绕时定期发生。

如果需要此类功能，则必须提供每次Alarm过期时重置绝对单次Alarm的代码。例如，如果Task1连接到Alarm1，则Task1的主体将需要在激活任务时重置Alarm，如下示例所示。

TASK(Task1)  {/*  Single-shot  alarm  reset  at  top  dead  center  =  0  =  360degrees.  */SetAbsAlarm(Alarm1,  0,  0);/*  User  code.  */TerminateTask();
}

3.1.2 相对Alarm

单发模式，能达到与绝对模式相同的目标，示例代码如下：

/*  Timeout  42  ticks  from  now  */
SetRelAlarm(Timeout,  42,  0);

同样，在AUTOSAR OS中不允许使用Counter 0来计时，如出现则会报错。
周期触发模式示例如下：

/*  Expire  after  10  ticks,  then  every  20  ticks.  */
SetRelAlarm(Alarm1,  10,  20);

3.2自启动Alarms

虽然可通过在主函数中调用SetRelAlarm() 或 SetAbsAlarm() API来起动Alarm，但最简单的调用周期Alarms方式是在STARTOS()后自启动Alarm。

自启动Alarm需声明其为绝对还是相对Alarm，counter及周期值。

RTA-OS确保软件计数器在StartOS（）期间初始化为零（硬件计数器将设置为您自己的应用程序初始化代码配置的值）。因此，如果对绝对Alarm使用零刻度开始时间，则必须小心，因为在Alarm启动时，零刻度已经发生。虽然Alarm将启动，但在相关计数器变为零之前，Alarm不会过期。在一个16位计数器上，每毫秒Tick增加一次，你需要等待超过65秒，然后在一个32位计数器上等待不到48天。指定Alarm在第一次（或以后）勾选时开始表示初始到期将在计数器的下一次勾选时发生。如果需要Alarm彼此同步（即Alarm之间的相对过期时间必须间隔预先设定的刻度数），则自动启动绝对Alarm非常有用。

3.3 取消Alarms

可以通过调用CancelAlarm() API来取消Alarm，例如，可能需要取消Alarm以停止正在执行的特定任务。可以使用SetAbsAlarm（）或SetRelAlarm（）API调用重新启动Alarm。

3.4确认何时会发生Alarm

当用户需要确认Alarm何时会发生，如对于绝对Alarm，为了避免已经达到的值被设置时可以通过调用Get Alarm() API获取。该调用返回指定Alarm到期前剩余的Tick数。如果未设置Alarm，则API调用将返回值E_OS_NOFUNC，到期的刻度数未定义。建议在使用结果之前检查调用的返回值。

在根据调用返回的Tick值出运行时决策时，尤其是在底层计数器具有高分辨率的情况下，应特别小心。与使用GetCounterValue（）读取计数器值一样，在获取该值和使用该值进行计算之间可能会发生抢占。这意味着可能会读取（很长）到期时间，但随后会被抢占，以便在Alarm到期前不久（甚至在Alarm到期后）恢复。

4 本文总结

Alarms是基于counter设置的，同一个Counter可设置多个Alarms;
每个Alarm执行的操作可能为：执行某个Task、设置个Event、执行某回调函数或增加一个计数器;
Alarm可设置绝对或相对counter值;
Alarm可配置为自启动模式。

实际应用中一般采用调度表来调度，Alarms应用相对比较少。

5. RTA-OS系列文章汇总

1）RTA-OS系列介绍-Task
2）RTA-OS系列介绍-中断
3）RTA-OS系列介绍-资源
4）RTA-OS系列介绍-Event

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