2. 任务模型与参数：任务周期、执行时间、截止时间、释放时间、优先级、关键性

好，咱们进入第二章。这一章讲的是任务模型，说白了就是——你要调度的对象长什么样？

我见过不少刚入行的朋友，一上来就研究调度算法，结果连任务参数都没搞清楚。嗯，这就像你连菜都没洗就开始炒菜，肯定翻车。所以咱们先把任务模型掰扯清楚。

2.1 任务周期（Period）

任务周期，就是任务每隔多久被激活一次。比如一个传感器采集任务，每10ms跑一次，那它的周期就是10ms。

我个人习惯用 T 表示周期。在实时系统里，周期任务是最常见的。你想想看，大部分嵌入式系统都是循环干活的——读传感器、算数据、发指令，周而复始。

我在项目中遇到过一个问题：有个电机控制任务，周期设成了10ms，但实际执行时因为中断干扰，有时候9.8ms，有时候10.2ms。结果电机抖得跟筛子似的。后来我加了周期抖动检测，才把问题压住。

2.2 执行时间（Execution Time）

执行时间，就是任务跑完一次需要多少CPU时间。注意，我说的是CPU时间，不是墙上时间。墙上时间可能包含被抢占、被中断的时间。

执行时间通常用 C 表示。它有三个值：

• 最坏情况执行时间（WCET）——这是调度分析用的核心参数
• 最好情况执行时间（BCET）——一般用不上
• 平均执行时间（ACET）——性能评估时参考

WCET怎么测？我建议用静态分析工具，或者用逻辑分析仪抓实际运行波形。别光靠估算，你想想看，分支预测、缓存命中、DMA抢占，这些因素都能让执行时间翻倍。

2.3 截止时间（Deadline）

截止时间，就是任务必须在什么时间之前完成。用 D 表示。

这里有个常见的坑：截止时间和周期不一定相等。很多人默认 D = T，但实际项目中，截止时间可能比周期短，也可能比周期长。

关系	含义	例子
D = T	截止时间等于周期	最常见的模型
D < T	截止时间小于周期	传感器必须在下一帧数据到来前处理完
D > T	截止时间大于周期	少见，但存在（比如某些批处理任务）

我个人习惯把截止时间分为两种：

• 硬截止时间——错过就是系统故障
• 软截止时间——错过可以接受，但质量下降

2.4 释放时间（Release Time）

释放时间，就是任务什么时候可以开始执行。用 r 表示。

为什么要有释放时间？因为任务不是一创建就能跑的。比如：

• 任务A依赖传感器数据，数据没到就不能跑
• 任务B需要等DMA传输完成
• 任务C被某个硬件事件触发

释放时间和就绪时间（Ready Time）不一样。释放时间是「可以开始」的时间，就绪时间是「真正开始」的时间。中间可能差一个调度延迟。

2.5 优先级（Priority）

优先级，就是任务在资源竞争时的「话语权」。优先级高的任务先执行。

优先级分两种：

• 静态优先级——系统设计时就定死了，运行中不变
• 动态优先级——运行时可以调整（比如EDF算法）

我曾经在一个项目中，把优先级设成了1到255，结果发现优先级反转问题搞得一塌糊涂。后来我学乖了：优先级层级越少越好，3到5级就够用。

2.6 关键性（Criticality）

关键性，是任务对系统安全的重要程度。注意，关键性和优先级不是一回事。

优先级解决的是「谁先跑」，关键性解决的是「谁不能挂」。举个例子：

• 安全气囊触发任务——关键性极高，但优先级可能不高（因为不常触发）
• UI刷新任务——关键性低，但优先级可能高（为了用户体验）

在混合关键性系统（Mixed-Criticality System）里，关键性决定了：

• 任务是否需要冗余备份
• 任务是否需要独立的内存保护
• 任务超时后的处理策略

2.7 任务参数之间的关系

这几个参数不是孤立的。它们之间有个核心约束：

对于任何任务 i：
  C_i ≤ D_i ≤ T_i   （在 D ≤ T 的情况下）
  且 r_i + C_i ≤ d_i  （任务必须在截止时间前完成）

这个约束不满足，调度就是空谈。你想想看，如果执行时间比截止时间还长，那不管用什么调度算法，任务都会超时。

我个人习惯在系统设计阶段，先列一个任务参数表：

任务名	T (ms)	C (ms)	D (ms)	优先级	关键性
传感器采集	10	2	8	高	中
控制算法	20	5	18	最高	高
日志记录	100	1	90	低	低

这张表一出来，调度分析就有底了。下一章我们会用这张表做可调度性分析。

好，这一章就到这儿。任务模型搞清楚了，后面讲调度算法你才能听懂。下一章咱们聊可调度性分析——怎么判断你的任务集能不能跑得起来。