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freertos-简介（一）

2023-05-16

FreeRTOS

裸机

不带任何操作系统

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只能先打完游戏回复信息

  1. 实时性差，程序轮流执行
  2. delay空等待，CPU不执行其他代码
  3. 结构臃肿，实现功能都在while循环
RTOS

实时操作系统

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会执行打游戏一个时间片再回复信息一个时间片交替执行

在宏观下人类不能发现切换

  1. 分而治之，实现功能划分为多个任务
  2. 延时函数，任务调度
  3. 抢占式，高优先级任务抢占低优先级任务
  4. 任务堆栈，每个任务都有自己的栈空间
  • 中断可以打断任意任务
  • 任务的优先级是软件实现，中断优先级是内核实现
  • 任务之间可以同等优先级

FreeRTOS

FreeRTOS是一个免费的嵌入式实时操作系统

  1. 免费开源
  2. 可裁剪
  3. 简单易用，可移植性非常好
  4. 优先级不限，多任务可同一优先级
  5. 可创建的实时任务数量没有软件限制
  6. 支持抢占，协程、时间片流转任务调度

核心文件

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调度方式

抢占式调度

每个任务都有一个优先级，优先级高的任务可以抢占优先级低的任务

  • 数值越大优先级越高

image-20230512220016817

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  • 高优先级的任务优先执行
  • 高优先级的任务不停止，低优先级的任务就无法执行
  • 被抢占的任务将会进入就绪态

时间片调度

主要针对优先级相同的任务，当多个任务的优先级相同时，任务调度器会在每一次系统时钟节拍到的时候切换任务

同等优先级任务轮流享有相同的CPU时间，叫做时间片，再freertos中，一个时间片就是SysTick中断周期

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  • 同等优先级任务，轮流执行，时间片流转
  • 一个时间片大小，取决为滴答定时器中断周期
  • 没有用完的时间片不会再使用，下次任务还是按照一个时间片的时钟节拍运行

协程式调度

当前正在执行任务会一直运行，不能被抢占，适合RAM比较小的MCU

任务的状态

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  • 仅有就绪态可以转变成运行态
  • 优先级高的就绪态的任务先运行
  • 其他的状态的任务想运行必须先变成就绪态
状态列表

除了运行态，都有任务列表，类似于链表

  • 就绪列表 pxReadyTasksLists[x]，其中x代表任务优先级数值

  • 阻塞列表 pxDelayTasksLists[x]

运行态，都有任务列表，类似于链表

  • 就绪列表 pxReadyTasksLists[x]，其中x代表任务优先级数值

  • 阻塞列表 pxDelayTasksLists[x]
  • 挂起列表 xSuspendedTasksLists[x]
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freeRTOS

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