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AutoSAR配置与实践（基础篇）2.5 RTE对数据一致性的管理
- 一、 数据一致性问题引入
- 二、 数据一致性的管理
- 2.1 RTE管理 (SWC间)
- 2.2 中断保护 (SWC内)
- 2.3 变量保护IRVS (SWC内)
- 2.4 Task分配
- 2.5 任务抢占控制
一、 数据一致性问题引入
数据一致性：当多个操作同时读写同一个数据，由于任务的抢占，出现了数据被篡改的情况，造成非预期的数据结果。
在抢占式调度RTOS系统中，可能会出现任务抢占导致的一致性问题：
例如：有两个Task，低优先级Task A和高优先级Task B, Task可抢占式调度系统。
Task A想要计算Var的值(预期结果应为Var = 1*5 = 5).
- Task A：先给GlobalVar赋初值1；
- Task B ：因优先级高，Ready后打断A，给GlobalVar赋了新值（ GlobalVar = 2）；
- Task A ： 在Task B执行结束后继续运算，运算GlobalVar 出错：
预期值：1*5=5.
实际值：2 *5 = 10
以上例子中，由于高优先级任务的抢占，导致了数据被篡改，从而引起非预期结果。
二、 数据一致性的管理
2.1 RTE管理 (SWC间)
适用场景： 不同SWC的Runnable访问数据，一般RTE机制自动实现，比如IRead和IWrite
方式：通过操作备份数据而不是原始数据，来防止数据被篡改。
示例代码：
Rte_IRead_<r>_<p>_<d>();//runnable运行前，读取到本地备份数据
User Code //操作备份数据
Rte_IWrite_<r>_<p>_<d>();//runnable结束后，写入备份数据
针对第一章中的数据篡改示例，实施RTE管理的效果图:
RTE管理步骤：
- Task A ：Runnable运行前Rte_Iread把全局变量读到局部变量， local Var = 1；
- Task B: 中断Task A重写值后，全局变量GlobalVar = 2；
- Task A 运算仍使用缓存数据local Var ，所以运算结果不受影响。
更详细机制介绍可以参考此前2.3章节对S/R类型接口的介绍。
2.2 中断保护 (SWC内)
适用场景：
-
SWC内部不同的Runnable访问共同全局变量，Runnable类似C文件中的函数，这些函数如果被放在不同Task上运行, 可能出现出现同一时刻多个函数共同运行的情况。
-
如果要保护的代码段比较短，防止中断时间长对高优先级任务的影响。
方式： 通过禁用挂起所有中断、或仅操作系统中断或(如果硬件支持)仅某些中断级别来实现，因此不会出现高优先级打断的情况。
示例代码：
Rte_Enter_<ExclusiveArea>
//被保护的代码区
Rte_Exit_<ExclusiveArea>
针对第一章中的数据篡改示例，实施中断保护的效果图：
中断保护步骤：
- Task A：在操作GlobalVar 前，调用Rte_Enter_关闭中断；
- Task B ：由于中断被关闭，因此即便高优先级Task B 就绪，也无法打断Task A；
- Task A：在操作GlobalVar 后，调用Rte_ Exit _开启中断。
- Task B：调度随即被Task B抢占，开始对GlobalVar新的操作。
2.3 变量保护IRVS (SWC内)
适用场景： SWC内部变量保护，限定局变量的作用域在变量的作用域在SWC的不同runnable间。
方式： 被限定的Runnable尝试变量时被限制。InterRunnableVariables在一个AUTOSAR软件组件内的runnable之间建立,所以只能被组件内部的访问。同时可以配置runnble访问范围，示例InterVarA变量只能被Runnable M访问。
示例代码：
Rte_IrvWrite_<r>_<v>
Rte_IrvRead_<r>_<v>
针对第一章中的数据篡改示例，实施变量保护的效果图：
变量保护步骤：
- Task A ：赋值InterVarA =1
- Task B： 中断TaskA尝试重写值InterVarA，由于变量被保护，重写失败
- Task A ：运算使用InterVarA 继续运算，运算结果不受影响
2.4 Task分配
将访问全局变量的runnable放在同一个Task中，这样runnable只能顺序执行，不会出现高优先级打断的情况，数据一致性就可以得到保证。
2.5 任务抢占控制
可以通过为受影响的任务分配相同的优先级，为受影响的任务分配相同的内部操作系统资源，或者将OS的任务配置为非抢占性来实现
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