任务执行优先级的优化

任务执行等级定义了执行系统中程序执行的时间顺序，每个执行等级包含一个或几个任务，如图10-1所示。

执行等级包括：

1）同步执行等级（Synchronous execution levels）：与伺服控制或插补时钟周期同步。

2）时间驱动的执行等级（Time-driven execution levels）：按照用户指定的时间周期触发任务执行。

3）事件驱动的执行等级（Event-driven execution levels）：事件触发任务，包括系统中断任务和用户中断任务。

4）自由运行执行等级（Free-running execution levels）：自由循环执行的任务，包括Mo-tionTask和BackgroundTask，每个MotionTask只执行一次；BackgroundTask循环执行，执行的时间由Task中的程序长度决定。

5）系统启动和停止任务在特定的时候执行，其中StartupTask在CPU从STOP状态切换到RUN状态时执行；ShutdownTask在CPU从RUN状态切换到STOP状态时执行。

除了用户级的任务之外，在各执行等级中还包含系统任务，由系统自动执行，用户无法分配程序到系统任务也不能改变其执行顺序。

如果两个任务的程序在某个时刻同时执行，那么任务的优先级决定了哪个任务先执行，任务的优先级不能由用户改变。

注意事项：

1）对于TimerInterruptTasks：设定的时间越短优先级越高。

图10-1 执行等级及其包含的任务类型

2）所有的UserInterruptTask优先级是一样的，按照触发的顺序一一执行。

3）Wait for condition命令可以暂时提高MotionTask的优先级，在IPO周期检查条件是否满足。

图10-2所示为SIMOTION中各种任务的执行顺序，系统时钟设置为DP：Servo：IPO的比例是1∶1∶1。下面依次介绍任务执行过程中的各个节点：

①DP/PN-ASIC<->Bus，通信的芯片和PROFIBUS或PROFINET IO进行数据交换。

②DP/PN-ASIC->log.addr，IO输入数据从通信芯片加载。(www.xing528.com)

③System servo，在伺服时钟周期内进行系统计算（位置控制器等），如果在此周期内程序不能计算完会造成溢出，进入STOP模式，禁止启动，并在诊断缓冲区中记录。只有在重新上电后或下载后才能再次启动。

④Log.addr.->DP/PN-ASIC，I/O输出写入到通信芯片

图10-2 任务的执行顺序

⑤UserInterrupt-Check，检查用户中断程序的条件。

⑥Wait for condition-Check，WAITFORCONDITION（等待轴，等待信号等）命令的条件被检查。

⑦System IPO/IPO_2，IPO中的系统程序（运动控制：定位曲线，同步操作等）。

⑧MotionTask n，WAITFORCONDITION等待中的MotionTask，当条件满足时被优先执行（更高的优先级）。

⑨BackgroundTask，Background背景数据块（PI）在BackgroundTask开始时和结束后被刷新。如果程序的运行时间比较长，BackgroundTask在运行时可能被高级的任务打断几次。

⑩通信，通信功能（HMI，PG/PC等）。

对于任务执行过程中常见的几种情况，我们结合图10-3进行分析，图中：

（1）IPO任务中执行的程序比伺服周期时间长，此时，IPO任务被中断然后执行DP通信和伺服任务，随后IPO任务继续执行。

（2）IPO任务结束后，执行SystemInterruptTask，然后执行低优先级的TimerInterruptTask。

（3）UserInterruptTask即使在条件满足的条件下，也是在高优先级的任务结束后执行。

（4）自由执行等级任务在剩余的时间执行。

图10-3 任务执行机制