FreeRTOS簡介

1. RTOS簡介

RTOS全稱為 Real Time Operation System，即實時操作系統。RTOS強調的是實時性，又分為硬實時和軟實時。硬實時要求在規定的時間內必須完成操作，不允許超時；而軟實時里對處理過程超時的要求則沒有很嚴格。RTOS的核心就是任務調度

RTOS的多個工作流如下圖示：

RTOS工作原理如下圖示：

RTOS通用組件如下圖示：

RTOS的特點：

• 更好的事件實時處理機制
• 更高效利用CPU資源
• 通用的任務管理框架

2. FreeRTOS介紹

FreeRTOS是RTOS的一種，尺寸非常小，可運行于微控制器上。微控制器是尺寸小，資源受限的處理器，它在單個芯片上包含了處理器本身、用于保存要執行的程序的只讀存儲器（ROM或Flash）、所執行程序需要的隨機存取存儲器（RAM），一般情況下程序直接從只讀存儲器執行

微控制器用于深度嵌入式應用，一般都有非常明確、專門的工作。尺寸的限制以及專用的終端應用等性質，令其很少能使用完整的RTOS實現。因此FreeRTOS僅為內核提供了實時調度功能、任務間通信、時序和同步原語。更準確地說，它是一個實時內核，或實時執行器。命令控制臺界面、網絡棧等額外的功能可作為附加組件

在實際使用FreeRTOS的時候我們需要根據自已的需求來配置FreeRTOS，不同架構的MCU在使用的時候配置也不同，下面介紹FreeRTOS配置文件詳解

• 內核配置一

參數名稱參數說明

USE_PREEMPTION	定義調度器模式
CPU_CLOCK_HZ	定義CPU的主頻
TICK_RATE_HZ	定義系統時鐘節拍數
MAX_PRIORITIES	定義可供用戶使用的最大優先級數
MINIMAL_STACK_SIZE	定義空閑任務的棧空間大小
MAX_TASK_NAME_LEN	定義任務名最大的字符數
USE_16_BIT_TICKS	系統時鐘節拍計數使用TickType_t數據類型定義
IDLE_SHOULD_YIELD	用于使能與空閑任務同優先級的任務

• 內核配置二

參數名稱參數說明

USE_MUTEXES	用于使能互斥鎖
USE_RECURSIVE_MUTEXES	用于使能遞歸互斥鎖
USE_COUNTING_SEMAPHORES	用于使能計數信號量
QUEUE_REGISTRY_SIZE	用于設置可以注冊的信號量和消息隊列個數
USE_APPLICATION_TASK_TAG	用于使能任務標記
ENABLE_BACKWARD_COMPATIBILITY	用于使能新版本對老版本的兼容特性
USE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION	用于優化優先級列表中藥執行的最高優先級任務的算法
USE_TICKLESS_IDLE	用于使能tickless低功耗模式
USE_TASK_NOTIFICATIONS	使能任務間直接的消息傳遞，包括信號量、事件標志組和消息郵箱

• 內存管理

參數名稱參數說明

MEMORY_ALLOCATION	定義內存分配模式
TOTAL_HEAP_SIZE	定義動態內存分配總長度
HEAP_NUMBER	定義動態內存管理方式

• 任務運行信息獲取配置

參數名稱參數說明

GENERATE_RUN_TIME_STATS	用于使能任務運行狀態參數統計
USE_TRACE_FACILITY	使能此配置將添加額外的結構體成員和函數
USE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS	用戶配置宏定義 configUSE_TRACE_FACILITY 和configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS都為 1 的時候，將使能函數 vTaskList() 和 vTaskGetRunTimeStats()，如果兩者中任何一個為 0，那么這兩個函數都將被禁能

• 軟件定時器

參數名稱參數說明

USE_TIMERS	用于使能軟件定時器

• 中斷優先級

參數名稱參數說明

LIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY	用于配置 FreeRTOS 用到的 SysTick 中斷和 PendSV 中斷的優先級
LIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY	定義了受 FreeRTOS 管理的最高優先級中斷

• 函數Include配置

參數名稱參數說明

vTaskPrioritySet	設置任務優先級
uxTaskPriorityGet	獲取任務優先級
vTaskDelete	任務刪除
vTaskCleanUpResources	清理任務資源
vTaskSuspend	任務掛起
vTaskDelayUntil	任務絕對延時
vTaskDelay	任務延時
xTaskGetSchedulerState	獲取調度器狀態
xTaskResumeFromISR	在中斷中恢復任務
xQueueGetMutexHolder	獲取互斥鎖持有者
pcTaskGetTaskName	獲取任務名稱
uxTaskGetStackHighWaterMark	獲取任務堆棧信息
xTaskGetCurrentTaskHandle	獲取當前任務句柄
eTaskGetState	獲取任務狀態
xEventGroupSetBitFromISR	在中斷中設置事件標志組
xTimerPendFunctionCall	定時器掛起后回調函數
xTaskAbortDelay	終止任務延時
xTaskGetHandle	獲取任務句柄

總結

以上是生活随笔為你收集整理的FreeRTOS系列|FreeRTOS简介的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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