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1、FreeRTOS初步（转）用了半天时间对FreeRTOS有了一个初步的认识，大概总结一下，其中混杂了系统实现和实际应用方面的问题。现只是以应用为目的，实现方面待以后进一步研究。1.FreeRTOS提供的功能包括：任务管理、时间管理、信号量、消息队列、内存管理。与平台有关的文件包含在portable文件夹中，主要是port.c, portmacro.h两个文件。平台无关的文件主要是：list.c(基本链表结构), queue.c(包括消息队列，信号量的实现), croutine.c,tasks.c(任务管理，时间管理)。命名协定RTOS内核与范例程序源代码使用下面的协定： 变量 char类型的变
2、量以 c 为前缀 short类型的变量以 s 为前缀 long类型的变量以 l 为前缀 float类型的变量以 f 为前缀 用了半天时间对FreeRTOS有了一个初步的认识，大概总结一下，其中混杂了系统实现和实际应用方面的问题。现只是以应用为目的，实现方面待以后进一步研究。1.FreeRTOS提供的功能包括：任务管理、时间管理、信号量、消息队列、内存管理。与平台有关的文件包含在portable文件夹中，主要是port.c, portmacro.h两个文件。平台无关的文件主要是：list.c(基本链表结构), queue.c(包括消息队列，信号量的实现), croutine.c,tasks.c(
3、任务管理，时间管理)。命名协定RTOS内核与范例程序源代码使用下面的协定： 变量 char类型的变量以 c 为前缀 short类型的变量以 s 为前缀 long类型的变量以 l 为前缀 float类型的变量以 f 为前缀 double类型的变量以 d 为前缀 枚举变量以 e 为前缀 其他类型（如结构体）以 x 为前缀 指针有一个额外的前缀 p , 例如short类型的指针前缀为 ps 无符号类型的变量有一个额外的前缀 u , 例如无符号short类型的变量前缀为 us 函数 文件内部函数以prv为前缀 API函数以其返回值类型为前缀，按照前面对变量的定义 函数的名字以其所在的文件名开头。如vT
4、askDelete函数在Task.c文件中定义 数据类型数据类型并不直接在RTOS内核内部引用。相反，每个平台都有其自身的定义方式。例如，char类型定义为portCHAR，short类型定义为portSHORT等。范例程序源代码使用的就是这种符号，但这并不是必须的，你可以在你的程序中使用任何你喜欢的符号。 此外，有两种额外的类型要为每种平台定义。分别是： portTickType可配置为16位的无符号类型或32位的无符号类型。参考API文档中的 定制部分获取详细信息。portBASE_TYPE为特定体系定义的最有效率的数据类型。 如果portBASE_TYPE定义为char则必须要特别小心的
5、保证用来作为函数返回值的signed char可以为负数，用于指示错误。2. FreeRTOS内核支持优先级调度算法，每个任务可根据重要程度的不同被赋予一定的优先级，CPU总是让处于就绪态的、 优先级最高的任务先运行。FreeRT0S内核同时支持轮换调度算法，系统允许不同的任务使用相同的优先级，在没有更高优先级任务就绪的情况下，同一优先级的任务共享CPU的使用时间。3.freertos既可以配置为可抢占内核也可以配置为不可抢占内核。当FreeRTOS被设置为可剥夺型内核时，处于就绪态的高优先级任务能剥夺低优先级任务的CPU使用权，这样可保证系统满足实时性的要求；当FreeRTOS被设置为不可剥
6、夺型内核时，处于就绪态的高优先级任务只有等当前运行任务主动释放CPU的使用权后才能获得运行，这 样可提高CPU的运行效率。4.任务管理系统为每个任务分配一个TCB结构typedef struct tskTaskControlBlockvolatile portSTACK_TYPE *pxTopOfStack;/指向堆栈顶xListItem xGenericListItem; /通过它将任务连入就绪链表或者延时链表或者挂起链表中， xListItem包含其TCB指针xListItem xEventListItem;/通过它把任务连入事件等待链表unsigned portBASE_TYPE uxP
7、riority;/优先级portSTACK_TYPE *pxStack; /指向堆栈起始位置signed portCHAR pcTaskName configMAX_TASK_NAME_LEN ;。省略一些次要结构 tskTCB;系统的全局变量：static xList pxReadyTasksLists configMAX_PRIORITIES ; 就绪队列static xList xDelayedTaskList1; static xList xDelayedTaskList2; 两个延时任务队列 static xList * volatile pxDelayedTaskList; sta
8、tic xList * volatile pxOverflowDelayedTaskList; 两个延时队列的指针，应该是可互换的。static xList xPendingReadyList; static volatile xList xTasksWaitingTermination; 等待结束队列static volatile unsigned portBASE_TYPE uxTasksDeleted = ( unsigned portBASE_TYPE ) 0; 结束队列中的个数？static xList xSuspendedTaskList; 挂起队列static volatile
9、unsigned portBASE_TYPE uxCurrentNumberOfTasks；记录了当前系统任务的数目static volatile portTickType xTickCount;是自启动以来系统运行的ticks数static unsigned portBASE_TYPE uxTopUsedPriority；记录当前系统中被使用的最高优先级，static volatile unsigned portBASE_TYPE uxTopReadyPriority；记录当前系统中处于就绪状态的最高优先级。static volatile signed portBASE_TYPE xSche
10、dulerRunning ;表示当前调度器是否在运行，也即内核是否启动了任务建立和删除，挂起和唤醒5.时间管理 操作系统总是需要个时钟节拍的，这个需要硬件支持。freertos同样需要一个time tick产生器，通常是用处理器的硬件定时器来实现这个功能。（时间片轮转调度中和延时时间控制？）它周期性的产生定时中断，所谓的时钟节拍管理的核心就是这个定时中断的服务程序。freertos的时钟节拍isr中除去保存现场，灰度现场这些事情外，核心的工作就是调用vTaskIncrementTick()函数。vTaskIncrementTick()函数主要做两件事情：维护系统时间（以tick为单位，多少个节
11、拍）；处理那些延时的任务，如果延时到期，则唤醒任务。任务可用的延时函数：vTaskDelay();vTaskDelayUntil();特别之处在于vTaskDelayUntil()是一个周期性任务可以利用它可以保证一个固定的（确定的）常数执行频率，而vTaskDelay()无法保证。6.任务间的通信（详见“FreeRTOS任务间通讯”）1)当然可以用全局变量的形式通信，但是不安全。2)队列(xQueueHandle)是FreeRTOS中通信所需的主要数据结构。3)信号量(xSemaphoreHandle),有二进制信号量，计数信号量和互斥信号量，其都是以队列为基础结构建立。二进制信号量可以用于
12、中断和任务间的同步。也就是说希望任务随外部中断而执行。即外设给出“数据已就绪”信号，系统中断，任务收到此中断信号接收数据。互斥一般用于都共享资源或数据结构的保护。因为任务调度不能保证数据不被破坏。当一个任务需要访问资源，它必须先获得 (take) 令牌；当访问结束后，它必须释放令牌 - 允许其他任务能够访问这个资源。(对此还有待进一步实验研究)。7.系统配置freeRTOS 配置在：FREERTOS_CONFIG.H 里面，条目如下： /* 是否配置成抢先先多任务内核，是1的时候，优先级高的任务优先执行。 为0任务就没有优先级之说，用时间片轮流执行 */#define configUSE_PR
13、EEMPTION 1 /* IDLE任务的HOOK函数，用于OS功能扩展，需要你自己编相应函数， 名字是void vApplicationIdleHook( void ) */#define configUSE_IDLE_HOOK 0 /* SYSTEM TICK的HOOK函数，用于OS功能扩展，需要你自己编相应函数， 名字是 void vApplicationTickHook(void ) */#define configUSE_TICK_HOOK 0 /* 系统CPU频率，单位是Hz */#define configCPU_CLOCK_HZ 58982400 /* 系统SYSTEM TIC
14、K每秒钟的发生次数， 数值越大系统反应越快，但是CPU用在任务切换的开销就越多 */#define configTICK_RATE_HZ 250 /* 系统任务优先级数。5 说明任务有5级优先度。这个数目越大耗费RAM越多 */#define configMAX_PRIORITIES 5 /* 系统最小堆栈尺寸，注意128不是128字节，而是128个入栈。比如ARM32位，128个入栈就是512字节 */ #define configMINIMAL_STACK_SIZE 128 /* 系统可用内存。一般设成除了操作系统和你的程序所用RAM外的最大RAM。 比如20KRAM你用了2K，系统用了3
15、K，剩下15就是最大HEAP 尺寸。你可以先设小然后看编译结果往大里加*/#define configTOTAL_HEAP_SIZE 10240 /* 任务的PC名字最大长度，因为函数名编译完了就不见了，所以追踪时不知道哪个名字。16表示16个char */#define configMAX_TASK_NAME_LEN 16 /* 是否设定成追踪，由PC端TraceCon.exe记录，也可以转到系统显示屏上 */#define configUSE_TRACE_FACILITY 0 /* 就是SYSTEM TICK的长度，16是16位，如果是16位以下CPU， 一般选1；如果是32位系统，一般选0 */ #define configUSE_16_BIT_TICKS 0 /* 简单理解以下就是和IDLE TASK同样优先级的任务执行情况。建议设成1，对系统影响不大 */#define configIDLE_SHOULD_YIELD 1 /* 是否用MUTEXES。 MUTEXES是任务间通讯的一种方式，特别是用于任务共享资源的应用，比如打印机，任务A用的时候就排斥别的任务应用，用完了别的任务才可以应用 */#define configUSE_MUTEXES 0 /* 确定是否用递归式
