value1=由內(nèi)核處理過程獲得響應(yīng)值

dISR_Current=中斷到達(dá)時(shí)程序中 ISR 持續(xù)時(shí)間。這個(gè)值范圍由0到系統(tǒng)中最長的 ISR 持續(xù)時(shí)間

sum(dISR_Higher)=所有在 ISR 開始前的較高級(jí)ISRS 持續(xù)時(shí)間總和，即在時(shí)間 vahe1+dISR-cumeneu間到達(dá)的中斷

    例如，考慮一個(gè)擁有關(guān)鍵優(yōu)先權(quán) ISR 的嵌入式系統(tǒng)，因?yàn)?ISR 被設(shè)成*********，這有樣 ISRS dISR-Higher 值為0。當(dāng)沒有其它 ISRS 最低響應(yīng)，在程序中，即為value1 最低響應(yīng)即為value1加系統(tǒng)中最長 ISR 周期，當(dāng)中斷到達(dá)時(shí)，正是系統(tǒng)中最長的 ISR 開始執(zhí)行。

IST 響應(yīng)周期定義如下：

IST開始時(shí)間 = value2 + sum(dIST) + sum(dISR)

value2=由內(nèi)核處理的響應(yīng)值

sum(dIST)=所有的出現(xiàn)在 ISR 和 IST ，開始的優(yōu)先級(jí) ISTS 和線程上下文轉(zhuǎn)換時(shí)間總和。

sum(dISR)=在中斷(?) ISR 和它的 IST 之間運(yùn)行的其它 ISRS 持續(xù)時(shí)間總和。

    最簡單的例子——具有一個(gè)關(guān)鍵級(jí) ISR 和一個(gè)關(guān)鍵級(jí)線程(無其它0優(yōu)先級(jí)的線程)的嵌入式系統(tǒng)——沒有其它的 ISTS 能夠在ISR 和 IST 之間中斷，然而在關(guān)鍵級(jí)的 ISR 和它相關(guān)的 IST 開始間其它的 ISRS 能被處理。

    因?yàn)?ISRS 一旦能夠獲得，即可被處理，很容易想象成病態(tài)情況，涉及產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)的 ISRS 流，從而產(chǎn)生不確定的推遲。 IST 的開始不可能出現(xiàn)，因?yàn)?OEM對(duì)系統(tǒng)中的中斷完成控制。因?yàn)?OEM (原始設(shè)備制造商)為特定操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)傳統(tǒng) Windows CE 版本。 OCM 利用目標(biāo)操作環(huán)境限制使系統(tǒng)設(shè)計(jì)******化。

    為減少響應(yīng)時(shí)間，OEM 控制 ISR 和IST 處理時(shí)間中斷優(yōu)先級(jí)線程優(yōu)先級(jí)。公式中的 value1 和 walue2 代表，Windows CE 內(nèi)核中處理時(shí)間，這是 OEM 不能控制的目前的在分時(shí)，研究工作涉及這些確認(rèn)值。

確保Windows CE的實(shí)時(shí)操作

    兩種不同途徑被用來確保Windows CE操作：

• 由Windows CE開發(fā)組進(jìn)行內(nèi)部的檢查或分析內(nèi)核代碼，
• OEM和ISV（獨(dú)立軟件銷售商）利用一些將在未來的Windows CE版本嵌入式工具包（for VCFT）提供工具來確保特定配置。

Windows CE關(guān)于VC++的嵌入工具包包括以下工具：

• (一個(gè)對(duì)于分時(shí)研究的內(nèi)核的工具版本和Intrtinrt.ext應(yīng)用軟件來觀察，中斷過程的******、最小、平均時(shí)間。
• 微軟也能開發(fā)其它的針對(duì)顧客需要的分時(shí)工具。

Windows CE開發(fā)組，已經(jīng)檢查了內(nèi)核代碼以證實(shí)它能由最差的情況時(shí)間表征，它是獨(dú)立于系統(tǒng)對(duì)象數(shù)目的。

    為了利用這個(gè)檢查，內(nèi)核被表征成一套KCALLS或系統(tǒng)調(diào)用，在內(nèi)核關(guān)閉優(yōu)先權(quán)是它們是內(nèi)核程序，并且不允許其它的線程運(yùn)行，最差事件時(shí)間，此時(shí)，實(shí)時(shí)進(jìn)程、標(biāo)止運(yùn)行，它能在內(nèi)核中表征成最差事件KCALL時(shí)間（注意：這些時(shí)間不影響ISRS，只影響線程，例如ISTS）。

    開發(fā)組通過檢查發(fā)現(xiàn)這沒有非持久的循環(huán)在KCALLS，這意味著：并所有的KCALLS能夠表示成單向分支，代碼路徑，并確保通過KCALL并獨(dú)立于輸入?yún)?shù)發(fā)現(xiàn)最差事件時(shí)間成為可能。

    查找實(shí)際的最差事件時(shí)間包括使用In strum ented kemal，這僅是一個(gè)內(nèi)核版本，它在設(shè)定應(yīng)用環(huán)境后編輯使用，KCALL_PROFICE=1，以保證額外的分時(shí)功能，這個(gè)instrumented kemel 與debug kemel不同，Instrument ted是為一個(gè)零售的內(nèi)核使用，它用來獲得分時(shí)值，這常對(duì)于裝運(yùn)產(chǎn)品常常諱之莫深，在retail kernal和instrumented kernel唯一區(qū)別是它的裝備。

    Instrumentted kernel記錄所有的KCALL時(shí)間，這些值，包括最小、******和平均時(shí)間，并能夠通過調(diào)用專用的API函數(shù)Dum Pk call profile打印到調(diào)試接口，Instrumented kernel通常運(yùn)行在強(qiáng)狀態(tài)下，然后調(diào)用Dumpkcall prefile來獲得時(shí)間。

    中斷測(cè)試應(yīng)用軟件Intrtime.exe，在Windows CE標(biāo)準(zhǔn)版本收集中斷分時(shí)延遲信息，應(yīng)用軟件在測(cè)試中控制系統(tǒng)時(shí)間。因此，當(dāng)系統(tǒng)需要時(shí)間控制器時(shí)，是不合適使用的。例如，此應(yīng)用程序不能與內(nèi)核instrumented版本一起使用，因?yàn)樗残枰獣r(shí)間控制。

在Windows CE 2版（Beta版）測(cè)試響應(yīng)，

    Intertime應(yīng)用軟件在odoSH3參考平臺(tái)上運(yùn)行1000次中斷測(cè)試，內(nèi)部運(yùn)行58.98Mhz，外部為14.745Mhz外部頻率，這個(gè)測(cè)試在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的H/PC配置，它包括Windows CE所有模式和組合。僅有主操作系統(tǒng)進(jìn)程進(jìn)行（NK.exe, Filesys.exe, Gwes.exe, Device. EXE, Shell.EXE和Explover.EXE），在測(cè)試中無用戶初始中斷（觸摸屏、鍵盤或其它應(yīng)用），應(yīng)用軟件可報(bào)告下面的ISR和IST開始、最小和******時(shí)間：

響應(yīng) ******、最小值（1000次測(cè)試）
ISR開始 1.3-7.5微秒
IST開始 93-275微秒

    大多數(shù)測(cè)試結(jié)果，分布在最小值數(shù)值附近，當(dāng)測(cè)試ISR開始時(shí)間時(shí)，最小值1.3和1.6微秒，出現(xiàn)了293和549次，共占測(cè)試的84%，類似的超過90%的（1000次中923）start-of-IST測(cè)試出******響應(yīng)為102微秒或少一些。

    Intertime應(yīng)用軟件也使用一個(gè)用戶指定數(shù)目的系統(tǒng)對(duì)象來測(cè)試ISR和IST開始時(shí)間。雖然工作十分初級(jí)，但它驗(yàn)證了ISR開始時(shí)間與系統(tǒng)對(duì)象數(shù)目無關(guān)，測(cè)試設(shè)為1000次（除了特別更改）并且線程優(yōu)先權(quán)為5或7。

這數(shù)值不是系統(tǒng)對(duì)象數(shù)目的函數(shù)，不同的值可能由于中斷出現(xiàn)時(shí)內(nèi)核狀態(tài)，開發(fā)組目前正在研究以鑒定ISR開始最差時(shí)間值。

    由這些結(jié)果向回推，假定ISR開始最小值代表最好情況。此時(shí)，dISR_Current和Sum(dISR_Htgbor)為0，最小的value 1=ISR開始值=1.3微秒，類似的設(shè)定最好情況時(shí)，Sum(dIST)和Sum(dISR)為0，Value最小值=.IST開始值=93微秒，單從測(cè)驗(yàn)結(jié)果看，它是不能確定，valume 1或value 2******值。

    附加的分時(shí)信息能夠由instrumented kernel 收集，對(duì)于一個(gè)最差情況在IST開始前花費(fèi)時(shí)間valume2，能由下列公式計(jì)算：

Value2=dkCall+dNextThread

dKcall=.內(nèi)核調(diào)用時(shí)間；當(dāng)消除優(yōu)先級(jí)時(shí)，花費(fèi)在內(nèi)核的一部分時(shí)間量。

DNextThread=Next.Thread內(nèi)核調(diào)用時(shí)期?；ㄙM(fèi)在IST中時(shí)間量。

實(shí)際上，在0級(jí)別線程調(diào)度要比Next Thread調(diào)用快，但此公式能估計(jì)出上限。

下面表格顯示了用instrumented Kernel進(jìn)行初步測(cè)試時(shí)最差事件結(jié)果，這些測(cè)試條件與Intrtime測(cè)試相同。

    Instrumented kernel顯示這些條件下value 2上限為500微秒。這個(gè)值為兩個(gè)最差事件總時(shí)間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了由Intritime應(yīng)用程序得到的結(jié)果，也大于實(shí)際最差事件時(shí)間。例如：通過Nextthread調(diào)度一個(gè)優(yōu)先級(jí)為0的線程，不會(huì)導(dǎo)致最差事件，這意味著500微秒是一個(gè)高于實(shí)際的最差事件值的保守值。

    Intertime Utility對(duì)于從總體上觀察最差事件值十分有用，Instrumentted Kemel對(duì)于獲得可能最差事件的值，通過內(nèi)核描繪出所有響應(yīng)原因——一個(gè)IST在這些事件運(yùn)行，但在內(nèi)核非優(yōu)先部分運(yùn)行執(zhí)行時(shí)，將受阻礙，系統(tǒng)的最差事件響應(yīng)可由每一部分的最差事件總和計(jì)算。

    注意本論文中所有測(cè)試結(jié)果均基于內(nèi)部Windows CE的beta版，目前存在的操作系統(tǒng)和應(yīng)用將繼續(xù)得到修正，并且進(jìn)行附加測(cè)試以獲得在不同操作條件下系統(tǒng)操作，這些數(shù)值將繼續(xù)被更新并出版，以反思目前的操作系統(tǒng)版本。

總結(jié)

    微軟Windows CE內(nèi)核設(shè)計(jì)以達(dá)到RTOS最小要求，以使Windows CE用在許多不同類型的嵌入式和實(shí)時(shí)系統(tǒng)作為操作系統(tǒng)；

• Windows CE的多線程和優(yōu)先級(jí)，Windows CE支持個(gè)人線程優(yōu)先級(jí)；
• Windows CE支持優(yōu)先權(quán)繼承程序，以便調(diào)整優(yōu)銜級(jí)別以修改優(yōu)先權(quán)顛倒；
• Windows CE支持一個(gè)可預(yù)測(cè)的線程同步機(jī)理，包括等待對(duì)象，如互斥體關(guān)鍵部分，命名或未命名的事件對(duì)象，它基于線程優(yōu)先權(quán)排序。
  Windows CE也支持與系統(tǒng)控制器的聯(lián)連：
• OEM能夠控制類由系統(tǒng)支持的中斷處理，即通過執(zhí)行ISRS和ISTS，它可彌補(bǔ)中斷處理軟件；
• OEM完成在所有映射到中斷ID號(hào)的IRQS，并且它與中斷處理軟件相聯(lián)系（ISR和IST），描繪工具和應(yīng)用軟件可以利用記錄處理中斷******時(shí)間。
• 中斷響應(yīng)是可預(yù)測(cè)和有限制的，當(dāng)優(yōu)先權(quán)取消時(shí)，上限即為花費(fèi)在內(nèi)核中時(shí)間總量，匹配轉(zhuǎn)化時(shí)間，和由OEM執(zhí)行的ISRS和ISTS申請(qǐng)?zhí)幚頃r(shí)間。
• 每個(gè)系統(tǒng)調(diào)用的時(shí)間是可預(yù)測(cè)的，并與系統(tǒng)對(duì)象數(shù)目無關(guān)，

    利用 instrumentted kernel系統(tǒng)調(diào)用時(shí)間能夠保證Windows CE內(nèi)核設(shè)計(jì)保證中斷和它們相關(guān)線