本发明属于物联网操作系统，尤其涉及一种基于信号技术的rtos软件中断实现方法。
背景技术：
1、实时操作系统（rtos）是专门设计用于实时应用程序的操作系统。与通常的操作系统相比，rtos更加注重任务响应时间的可靠性和精确性。它提供了实时任务调度、资源管理和中断处理等机制，以支持实时应用程序的开发和运行。
2、在某些实时应用场景中，传统的硬件中断机制可能无法满足需求。硬件中断通常由外部设备产生，并且会中断当前正在执行的任务来处理该事件。然而，某些应用程序可能需要更加灵活和可控的中断处理方式，以便根据具体的应用需求进行异步事件处理和任务调度。
3、软件中断是一种通过软件手动触发的中断机制，可以在rtos中实现。与硬件中断不同，软件中断是由程序控制的，允许将指定事件处理放在优先级较高的任务中执行，而不会干扰正在执行的任务。这种中断机制可用于实现异步事件处理、任务调度和资源管理，提高应用程序的实时性和可维护性。
4、使用信号机制是一种常见的实现软件中断的方式之一。信号是一种事件通知机制，通过发送信号量来触发相应的软件中断。rtos可以通过注册信号处理函数，建立信号与中断处理函数之间的关联。当某个事件发生并满足触发条件时，可以手动发送相应的信号量，使rtos检测到该信号并调用相应的中断处理函数。
5、现有rtos中软件中断的使用原子操作、信号量、事件、消息队列等方式实现。其中，原子操作是一种不可中断的操作，能够确保在多线程环境下对共享资源的原子性访问。通过原子操作，可以实现轻量级的软件中断机制。当某个线程需要发送中断信号时，它可以通过原子操作将一个共享状态设置为中断状态。其他线程在执行关键代码片段时，可以检查该状态，并在接收到中断信号时进行相应处理。
6、信号量是一种用于线程同步和互斥的机制。通过使用信号量，可以实现软件中断的等待和触发。当某个线程需要中断另一个线程时，它可以将信号量的值减小，使得目标线程处于等待状态。当中断条件满足时，发出中断信号后，目标线程通过增加信号量的值来恢复执行。
7、事件是一种用于线程通信的同步机制。通过使用事件，可以实现软件中断的触发和处理。当某个线程需要中断另一个线程时，它可以将事件状态设置为触发状态。目标线程通过读取事件状态，在事件被触发时进行相应的中断处理。
8、消息队列是一种用于线程间通信的机制。通过使用消息队列，可以实现软件中断的消息传递和处理。当某个线程需要中断另一个线程时，它可以向目标线程发送一个中断消息，包含相关信息。目标线程通过读取消息队列，在接收到中断消息时进行相应的中断处理。
9、但是上述软件中断方式中由于在单核rtos中，当软件中断请求发生时，首先需要完成当前任务的处理，然后才能响应软件中断请求并处理中断事件。这个过程会导致中断处理的延迟，可能影响实时性能。由于单核rtos只有一个执行上下文，硬件中断处理无法被软件中断打断。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于信号技术的rtos软件中断实现方法，用以解决现有的软件中断过程中存在的当软件中断请求发生时，首先需要完成当前任务的处理，然后才能响应软件中断请求并处理中断事件，导致中断处理的延迟，影响实时性能的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
3、一种基于信号技术的rtos软件中断实现方法，包括以下步骤：
4、s1：定义一组信号，包括信号类型以及对应的含义，所述一组信号包括多个信号，为每个所述信号添加唯一标识符；
5、s2：为每个进程或任务创建一个信号队列，所述信号队列用于储存接收到的信号；
6、s3：编写信号发送函数并注册，所述信号发送函数用于向所述进程或任务发送信号；
7、s4：定义信号接收和处理函数并注册，所述信号接收和处理函数用于处理进程或任务接收到的信号；
8、s5：使用同步机制保护信号队列的访问，并将信号机制集成到rtos中，确保与其他组件的兼容性；
9、s6：为信号机制编写详细文档，所述详细文档包括信号机制的使用方法、限制和最佳实践；
10、s7：执行信号机制，触发信号和中断处理。
11、优选的，在步骤s2中，为每个进程或任务创建一个信号集，所述信号集用于储存接收到的信号。
12、在步骤s4中，在注册信号接收和处理函数时，为信号分配不同的优先级，rtos根据信号中断优先级进行调度，高优先级的信号先于低优先级的信号得到处理。
13、在步骤s4的同时，为信号机制中设置信号屏蔽机制，在指定情况下，临时禁止或者允许指定信号的触发，控制信号的处理时机。
14、在步骤s4中，所述信号接收和处理函数定期检查信号队列或者信号集，当有新的信号到来，对新的信号进行处理，其中对新的信号的处理方式为执行调用回调函数或者触发某种事件。
15、在步骤s5中，使用的同步机制包括互斥锁或者信号量或者条件变量或者读写锁或者原子操作。
16、本发明的有益效果包括：
17、本发明提供的基于信号技术的rtos软件中断实现方法，首先定义一组信号，一组信号包括多个信号，为每个信号添加唯一标识符；然后为每个进程或任务创建一个信号队列，信号队列用于储存接收到的信号；再编写信号发送函数并注册，信号发送函数用于向进程或任务发送信号；再定义信号接收和处理函数并注册，信号接收和处理函数用于处理进程或任务接收到的信号；再使用同步机制保护信号队列的访问，并将信号机制集成到rtos中，确保与其他组件的兼容性；再为信号机制编写详细文档，详细文档包括信号机制的使用方法、限制和最佳实践；最后执行信号机制，触发信号和中断处理。
18、首先，使用信号实现软件中断可以快速响应和处理中断请求，确保系统能够及时处理外部设备或事件的输入信号。相比于单核rtos的中断实现方式，信号实现软件中断能够更好地满足实时性的要求。
19、其次，使用信号实现软件中断使得不同中断之间具有并行处理的能力。当一个较高优先级的中断请求发生时，可以打断当前正在处理的较低优先级中断，并立即进行高优先级中断的处理。这样可以提高系统的并发处理能力，提高系统的性能和响应性。
20、再次，信号实现软件中断可以灵活地管理和调度不同优先级的中断请求。通过对信号的处理，可以实现各种复杂的中断处理逻辑，并且支持多个中断的同时触发和处理。这为系统的扩展和功能的增加提供了更好的灵活性。
21、最后，使用信号实现软件中断可以更好地解决资源共享和冲突问题。通过合理的设计和调度，可以实现多个中断之间的资源共享和冲突解决，同时保证数据的完整性和正确性。
1.一种基于信号技术的rtos软件中断实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于信号技术的rtos软件中断实现方法，其特征在于，在步骤s2中，为每个进程或任务创建一个信号集，所述信号集用于储存接收到的信号。
3.根据权利要求2所述的一种基于信号技术的rtos软件中断实现方法，其特征在于，在步骤s4中，在注册信号接收和处理函数时，为信号分配不同的优先级，rtos根据信号中断优先级进行调度，高优先级的信号先于低优先级的信号得到处理。
4.根据权利要求3所述的一种基于信号技术的rtos软件中断实现方法，其特征在于，在步骤s4的同时，为信号机制中设置信号屏蔽机制，在指定情况下，临时禁止或者允许指定信号的触发，控制信号的处理时机。
5.根据权利要求4所述的一种基于信号技术的rtos软件中断实现方法，其特征在于，在步骤s4中，所述信号接收和处理函数定期检查信号队列或者信号集，当有新的信号到来，对新的信号进行处理，其中对新的信号的处理方式为执行调用回调函数或者触发某种事件。
6.根据权利要求1所述的一种基于信号技术的rtos软件中断实现方法，其特征在于，在步骤s5中，使用的同步机制包括互斥锁或者信号量或者条件变量或者读写锁或者原子操作。
