(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221096146 3.9 (22)申请日 2022.08.11 (71)申请人 江苏卓易信息科技股份有限公司 地址 214205 江苏省无锡市宜兴新 街街道 兴业路298号 申请人 南京百敖软件 有限公司 　 上海百之敖信息科技有限公司 　 昆山百敖电子科技有限公司 　 南京卓易信息科技有限公司 (72)发明人 吴平　谢乾　徐家武　高杰　张超　 高黎明　余彧　曹胜明　范剑锋　 卢炬　唐剑　汪涛　周国栋　范俊　 陆宁　周霞　 (74)专利代理 机构 无锡知初知识产权代理事务 所(普通合伙) 32418 专利代理师 于贺贺(51)Int.Cl. G06F 9/48(2006.01) G06F 9/50(2006.01) G06F 9/4401(2018.01) G06F 8/36(2018.01) G06F 8/71(2018.01) (54)发明名称 裸金属上扩展UEFI固件进行实时性嵌入式 管理的方法 (57)摘要 本发明公开一种裸金属上扩展UEFI固件进 行实时性嵌入式管理的方法， 在UE FI系统中嵌入 轻量级实时性抢占式多任务调度器， 扩展UEFI时 钟中断处理程序， 并增加任务创立和管理应用程 序接口， 实现启动固件和操作系统的合一， 轻量 化和加快启动速度。 本发明重复利用UEFI标准接 口和现有代码仓库， 并针对嵌入式系统做了剪 裁， 去掉嵌入式系统不常见的驱动和应用， 使之 能够适用于在裸金属上的嵌入式系统调度和管 理， 结合了嵌入式轻便实时性特点以及UE FI固件 的通用性特点； 实现了内存和外存存储的轻量 级， 加速启动速度。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 115328629 A 2022.11.11 CN 115328629 A 1.一种裸金属上扩展UEFI固件进行实时性嵌入式管理的方法， 其特征在于： 在UEFI系 统中嵌入轻量级实时性抢占式多任务调度器， 扩展UEFI时钟中断处理程序， 并增加任务注 册和管理应用程序接口， 实现启动固件和操作系统的合 一， 轻量化和加快启动速度。 2.根据权利要求1所述的裸金属上扩展UEFI固件进行实时性嵌入式管理的方法， 其特 征在于： 将任务划分为三个层次， 包括实时任务、 分时任务和后台任务， 各任务的优先级由 高到低为： 实时任务、 分时任务和后台任务。 3.根据权利要求2所述的裸金属上扩展UEFI固件进行实时性嵌入式管理的方法， 其特 征在于： 实时任务采用绝对优先级调度； 分时任务采用时间片调度， 各种任务轮流执行； 后 台任务在系统 空闲时运行。 4.根据权利要求1所述的裸金属上扩展UEFI固件进行实时性嵌入式管理的方法， 其特 征在于： 任务状态机包括六种状态， 分别是运行态、 就绪态、 睡眠态、 阻塞态、 中断态和等待 态。 5.根据权利要求4所述的裸金属上扩展UEFI固件进行实时性嵌入式管理的方法， 其特 征在于： 所有任务开始于睡眠态， 睡眠态是指在任务空间中启动时预留的任务调 度块； 睡眠 态之后， 再通过调用任务创立函数把任务交给任务调 度器， 任务建立， 随即进入就绪态准备 运行。 6.根据权利要求2所述的裸金属上扩展UEFI固件进行实时性嵌入式管理的方法， 其特 征在于： 对于分时任务， 首先在TCB结构中添加TCB_TimeSlices， 以存储任务剩余的时间片； 同时定义UEFI_NORMAL_PRIO_START， 表示分时任务 区间的大小， 修改UEFI时钟中断处理函 数TimeTick()， 来处 理与时钟相关的任务状态迁移。 7.根据权利要求6所述的裸金属上扩展UEFI固件进行实时性嵌入式管理的方法， 其特 征在于： 分时任务的处 理流程包括： 1)对所有任务时延值的处 理； 2)判断处于就绪态的分时任务时间片是否用完， 如果时间片用完则将其设置为等待 态； 3)查出就绪的最高优先级任务， 如果该任务在三种任务区间分部中处于后台任务区 间， 说明没有分时任务或所有的分时任务都处于等待态， 此时为所有的分时任务重新分配 新的时间片， 并将其变更为 就绪态； 4)如果当前任务是分时任务， 则说明该任务已经消耗了一个时间片， 将该任务时间片 减1。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115328629 A 2裸金属上扩展 UEFI固件进行实时性嵌入式管理的方 法 技术领域 [0001]本发明属于互联 网技术领域， 具体涉及一种裸金属上扩展UEFI固件进行实时性嵌 入式管理的方法。 背景技术 [0002]现代计算机系统， 小到笔记本电脑， 大到云服务器机房， UEFI固件的渗透率已经超 过95％以上。 作为居于统治地位的固件解决方案， UEFI在嵌入式系统却缺乏使用案例。 究其 原因， UEFI固件的存储(内存和闪存)开销过大， 和缺乏实时性多任务调度器是主要原因。 任 务调度往 往需要启动操作系统， 进一 步放大了开销， 为多数嵌入式系统所不能接受。 [0003]另一方面， 目前嵌入式系统主流方案采用U ‑Boot加RT OS(实时性操作系统)或嵌入 式Linux来实现。 尽管实时性多任务调度和轻量级需求得到了满足， 但该方案也有明显短 板： [0004]1.采用垂直整合定制的方式， 缺乏UEFI固件的标准化接口， 各个模块往往要移植 和定制化 开发； [0005]2.U‑Boot和RTOS的设备初始化代码重复开发； [0006]3.UEFI二十年积累的丰富功能(如安全、 图形化配置、 诊断、 一键恢复等)得不到复 用。 发明内容 [0007]本发明解决的技术问题： 提供一种即解决了轻量级和实时性多任务调度的嵌入式 系统强需求， 又能复用UEFI丰富功能， 避免重复工作的、 在裸金属上扩展UEFI固件进 行实时 性嵌入式管理的方法。 [0008]技术方案： 为了解决上述 技术问题， 本发明采用的技 术方案如下： [0009]一种裸金属上扩展UEFI固件进行实 时性嵌入式管理的方法， 在UEFI系统中嵌入轻 量级实时性抢占式多任务调度器， 扩展UEFI时钟中断处理程序(函数TimeTick())， 并增加 任务创立和管理应用程序接口， 实现启动固件和操作系统的合 一， 轻量化和加快启动速度。 [0010]进一步地， 将任务划分为三个层 次， 包括实时任务、 分时任务和后台任务， 各任务 的优先级由高到低为： 实时任务、 分时任务和后台任务。 [0011]进一步地， 实时任务采用绝对优先级调度； 分时任务采用时间片调度， 各种任务轮 流执行； 后台任务在系统 空闲时运行。 [0012]进一步地， 任务状态机包括六种状态， 分别是运行态、 就绪态、 睡眠态、 阻塞态、 中 断态和等待态。 [0013]进一步地， 所有任务开始于睡眠态， 睡眠态是指在任务空间中启动时预留的任务 调度块， 睡眠态之后， 再通过调用任务创立函数把任务交给任务调度器， 任务建立， 随即进 入就绪态准备运行。 [0014]进一步地， 对于分时任务， 首先在TCB结构中添加TCB_TimeSlices， 以存储任务剩说　明　书 1/5 页 3 CN 115328629 A 3