📚 课程目录第2章配置分区周期与窗口

2. 配置分区周期与窗口

任务目标

在ARINC 653分区操作系统中，分区调度由主时间框架（Major Time Frame）决定。本案例要求为两个分区分别配置周期（窗口起始时间）与窗口长度，使它们在一个主时间框架内按固定顺序执行，并验证调度配置正确性。

核心概念

ARINC 653使用窗口（Window）作为分区获得CPU时间的基本单位。每个窗口由两个参数决定：起始偏移（Offset）和持续时间（Duration）。所有窗口必须落在主时间框架内，且同一框架内窗口不得重叠。分区周期即该分区窗口在主时间框架中的重复间隔。

实现代码

以下代码基于VxWorks 653平台API，配置一个包含两个分区（P1、P2）的主时间框架，主框架长度为40ms：

#include <vxWorks.h>
#include <arinc653.h>

/* 主时间框架长度（毫秒） */
#define MAJOR_FRAME_MS   40

/* 分区窗口配置 */
static WINDOW_T p1Window = {0, 20};   /* P1: 偏移0ms，持续20ms */
static WINDOW_T p2Window = {20, 20};  /* P2: 偏移20ms，持续20ms */

/* 窗口配置表（按时间顺序排列） */
static WINDOW_T *windowTable[] = {
    &p1Window,
    &p2Window
};

/* 分区ID */
static PARTITION_ID_T p1Id, p2Id;

STATUS configurePartitionSchedule(void)
{
    /* 创建两个分区 */
    p1Id = PARTITION_CREATE("PARTITION_1", 0, 0);
    p2Id = PARTITION_CREATE("PARTITION_2", 0, 0);
    if (p1Id == INVALID_PARTITION_ID || p2Id == INVALID_PARTITION_ID) {
        return ERROR;
    }

    /* 设置主时间框架 */
    if (SET_MAJOR_FRAME(MAJOR_FRAME_MS) != OK) {
        return ERROR;
    }

    /* 将窗口绑定到分区 */
    if (WINDOW_BIND(p1Id, &p1Window) != OK) {
        return ERROR;
    }
    if (WINDOW_BIND(p2Id, &p2Window) != OK) {
        return ERROR;
    }

    /* 启动调度 */
    if (START_SCHEDULER(windowTable, 2) != OK) {
        return ERROR;
    }

    return OK;
}

运行与验证

编译与链接：在VxWorks 653开发环境中，将上述代码编译为可加载模块，并确保系统镜像包含ARINC 653核心模块支持。

调用方式：在应用初始化代码中调用configurePartitionSchedule()，该函数应在系统启动早期、分区尚未开始执行前完成调用。

验证方法：

在PARTITION_1的入口函数中记录时间戳T1_start，在窗口结束前记录T1_end；同样在PARTITION_2中记录T2_start和T2_end。
通过串口或日志输出这些时间戳，检查以下条件：

预期输出（基于代码逻辑推导）：
T1_start - T1_end 的差值 ≈ 20ms
T2_start - T2_end 的差值 ≈ 20ms
T2_start 应晚于 T1_end（无重叠）
主框架周期为40ms，即每40ms P1和P2各执行一次

通过判定标准：若实际观测到的时间差与窗口配置一致（允许±1ms系统调度误差），且两个窗口无重叠、按P1→P2顺序循环执行，则调度配置正确。

常见问题

窗口重叠：若两个窗口的偏移与持续时间之和超过主框架长度，系统启动调度时将返回错误。检查START_SCHEDULER返回值。
分区ID无效：确认PARTITION_CREATE参数正确，且系统资源足够创建两个分区。
时间戳精度：使用tickGet()或高精度定时器获取时间，避免系统Tick精度不足导致验证误差。