value1=由內(nèi)核處理過程獲得響應值

dISR_Current=中斷到達時程序中 ISR 持續(xù)時間。這個值范圍由0到系統(tǒng)中最長的 ISR 持續(xù)時間

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

    例如，考慮一個擁有關鍵優(yōu)先權 ISR 的嵌入式系統(tǒng)，因為 ISR 被設成*********，這有樣 ISRS dISR-Higher 值為0。當沒有其它 ISRS 最低響應，在程序中，即為value1 最低響應即為value1加系統(tǒng)中最長 ISR 周期，當中斷到達時，正是系統(tǒng)中最長的 ISR 開始執(zhí)行。

IST 響應周期定義如下：

IST開始時間 = value2 + sum(dIST) + sum(dISR)

value2=由內(nèi)核處理的響應值

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

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

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

    因為 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)，因為 OEM對系統(tǒng)中的中斷完成控制。因為 OEM (原始設備制造商)為特定操作系統(tǒng)設計傳統(tǒng) Windows CE 版本。 OCM 利用目標操作環(huán)境限制使系統(tǒng)設計******化。

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

確保Windows CE的實時操作

    兩種不同途徑被用來確保Windows CE操作：

• 由Windows CE開發(fā)組進行內(nèi)部的檢查或分析內(nèi)核代碼，
• OEM和ISV（獨立軟件銷售商）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關于VC++的嵌入工具包包括以下工具：

• (一個對于分時研究的內(nèi)核的工具版本和Intrtinrt.ext應用軟件來觀察，中斷過程的******、最小、平均時間。
• 微軟也能開發(fā)其它的針對顧客需要的分時工具。

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

    為了利用這個檢查，內(nèi)核被表征成一套KCALLS或系統(tǒng)調(diào)用，在內(nèi)核關閉優(yōu)先權是它們是內(nèi)核程序，并且不允許其它的線程運行，最差事件時間，此時，實時進程、標止運行，它能在內(nèi)核中表征成最差事件KCALL時間（注意：這些時間不影響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并獨立于輸入?yún)?shù)發(fā)現(xiàn)最差事件時間成為可能。

    查找實際的最差事件時間包括使用In strum ented kemal，這僅是一個內(nèi)核版本，它在設定應用環(huán)境后編輯使用，KCALL_PROFICE=1，以保證額外的分時功能，這個instrumented kemel 與debug kemel不同，Instrument ted是為一個零售的內(nèi)核使用，它用來獲得分時值，這常對于裝運產(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時間，這些值，包括最小、******和平均時間，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通常運行在強狀態(tài)下，然后調(diào)用Dumpkcall prefile來獲得時間。

    中斷測試應用軟件Intrtime.exe，在Windows CE標準版本收集中斷分時延遲信息，應用軟件在測試中控制系統(tǒng)時間。因此，當系統(tǒng)需要時間控制器時，是不合適使用的。例如，此應用程序不能與內(nèi)核instrumented版本一起使用，因為它也需要時間控制。

在Windows CE 2版（Beta版）測試響應，

    Intertime應用軟件在odoSH3參考平臺上運行1000次中斷測試，內(nèi)部運行58.98Mhz，外部為14.745Mhz外部頻率，這個測試在一個標準的H/PC配置，它包括Windows CE所有模式和組合。僅有主操作系統(tǒng)進程進行（NK.exe, Filesys.exe, Gwes.exe, Device. EXE, Shell.EXE和Explover.EXE），在測試中無用戶初始中斷（觸摸屏、鍵盤或其它應用），應用軟件可報告下面的ISR和IST開始、最小和******時間：

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

    大多數(shù)測試結果，分布在最小值數(shù)值附近，當測試ISR開始時間時，最小值1.3和1.6微秒，出現(xiàn)了293和549次，共占測試的84%，類似的超過90%的（1000次中923）start-of-IST測試出******響應為102微秒或少一些。

    Intertime應用軟件也使用一個用戶指定數(shù)目的系統(tǒng)對象來測試ISR和IST開始時間。雖然工作十分初級，但它驗證了ISR開始時間與系統(tǒng)對象數(shù)目無關，測試設為1000次（除了特別更改）并且線程優(yōu)先權為5或7。

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

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

    附加的分時信息能夠由instrumented kernel 收集，對于一個最差情況在IST開始前花費時間valume2，能由下列公式計算：

Value2=dkCall+dNextThread

dKcall=.內(nèi)核調(diào)用時間；當消除優(yōu)先級時，花費在內(nèi)核的一部分時間量。

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

實際上，在0級別線程調(diào)度要比Next Thread調(diào)用快，但此公式能估計出上限。

下面表格顯示了用instrumented Kernel進行初步測試時最差事件結果，這些測試條件與Intrtime測試相同。

    Instrumented kernel顯示這些條件下value 2上限為500微秒。這個值為兩個最差事件總時間，遠遠超過了由Intritime應用程序得到的結果，也大于實際最差事件時間。例如：通過Nextthread調(diào)度一個優(yōu)先級為0的線程，不會導致最差事件，這意味著500微秒是一個高于實際的最差事件值的保守值。

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

    注意本論文中所有測試結果均基于內(nèi)部Windows CE的beta版，目前存在的操作系統(tǒng)和應用將繼續(xù)得到修正，并且進行附加測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

    微軟Windows CE內(nèi)核設計以達到RTOS最小要求，以使Windows CE用在許多不同類型的嵌入式和實時系統(tǒng)作為操作系統(tǒng)；

• Windows CE的多線程和優(yōu)先級，Windows CE支持個人線程優(yōu)先級；
• Windows CE支持優(yōu)先權繼承程序，以便調(diào)整優(yōu)銜級別以修改優(yōu)先權顛倒；
• Windows CE支持一個可預測的線程同步機理，包括等待對象，如互斥體關鍵部分，命名或未命名的事件對象，它基于線程優(yōu)先權排序。
  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，它可彌補中斷處理軟件；
• OEM完成在所有映射到中斷ID號的IRQS，并且它與中斷處理軟件相聯(lián)系（ISR和IST），描繪工具和應用軟件可以利用記錄處理中斷******時間。
• 中斷響應是可預測和有限制的，當優(yōu)先權取消時，上限即為花費在內(nèi)核中時間總量，匹配轉(zhuǎn)化時間，和由OEM執(zhí)行的ISRS和ISTS申請?zhí)幚頃r間。
• 每個系統(tǒng)調(diào)用的時間是可預測的，并與系統(tǒng)對象數(shù)目無關，

    利用 instrumentted kernel系統(tǒng)調(diào)用時間能夠保證Windows CE內(nèi)核設計保證中斷和它們相關線