FreeRTOS的同步机制---事件event

奋斗的菜鸟者

已于 2022-08-02 14:07:13 修改

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分类专栏： FreeRTOS 文章标签： stm32 arm c语言单片机

于 2022-08-01 22:06:17 首次发布

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1.event的基本概念

事件event是用于任务间通信的机制，主要用于任务与任务之间，任务与中断之间的同步。 事件只是任务之间的通信，无数据传输。

每一个事件组（eventGroup）需要很少的RAM空间来保存状态，在FreeRTOS中，eventBits的位宽由 configUSE_16_BIT_TICKS宏开关决定， configUSE_16_BIT_TICKS 为0，则事件eventGroup为32位，其中有24个bit来存储事件标志位， configUSE_16_BIT_TICKS 为1，则则事件eventGroup为16位，其中有8个bit来存储事件标志位。在stm32中， configUSE_16_BIT_TICKS 为0，即，事件标志位为32位。

2.event的特点

1) 事件是依附在任务中的，事件是与任务要关联在一起的，事件组中的任务之间是独立的，每个事件中发生则将该event中的位置1，没发生则将event的位置0，在stm32中有24个标志位可以用于事件的设置；

2）事件仅用于同步任务，不能传输数据；

3）事件无排队性，也就是说，多次向任务中设置同一事件，则等效于只设置1次事件；

4）允许多个任务对同一事件进行读写操作，即设置event标志位，获取event标志位；

5）在等待事件中，如果超时，那么等待的任务也可以激活

3.event的运行机制

发送event时，指定事件的句柄，指定事件的标志位（将该标志位置1），一次可以同时指定多个事件标志位；

xEventGroupSetBits(key_event, EVENTBIT_1);

接受event时，事件所在的任务根据感兴趣的事件来接受单个或多个事件，在xEventGroupWaitBits中还需要指定xClearOnExit，即退出时是否清空标志位，pdTRUE：在函数xEventGroupWaitBits退出前清空标志位，pdFALSE：在函数xEventGroupWaitBits退出前不清空标志位；xWaitForAllBits用于设置事件的逻辑关系，pdTRUE：事件之间是逻辑与关系，pdFALSE：事件之间是逻辑或关系；xTicksToWait设置任务等待事件的时间，注意，如果超过指定的时间片，当前的任务也能判定激活，多以可以根据xEventGroupWaitBits（）返回的值来判定是否等待的事件到来的。

xEventGroupWaitBits(key_event,
                           EVENTBIT_ALL,       //等待的event标志位
                           pdTRUE,               //退出xEventGroupWaitBits之前，event标志位是否清                除，若不清除，那么当3个标志位一起到来后，xEventGroupWaitBits持续激活态
                           pdFALSE,           //event事件之间的关系，& 还是 | 的关系，pdTRUE: &, pdFALSE：|
                           portMAX_DELAY);

任务A对事件1或事件2感兴趣（逻辑或），任务B对事件1和事件2感兴趣（逻辑与），那么任务A当事件1或事件2任意哪个事件到来就会激活任务A，任务B当事件1和事件2同时到来时才激活任务B。

4.event与semphore的区别

事件在一定条件下是可以替代信号量的，当事件只有一个时，可以实现与二值信号量同样的功能，任务与任务，任务与中断之间的同步。

信号量具有计数性，即每来一次信号量semphore都会对当前的信号量值进行累加或累减（在信号量值没满或没空的情况下）

事件是无序的，即不管来多少次事件都作为一次事件的触发。

5.event的应用场景

事件是用于同步任务的，但不能传递数据，所以一般在应用场景中，一般用于一个任务在等待多个事件标志，事件标志之间可以是“逻辑与”，也可以是“逻辑或”，即一个任务要响应多个事件后才能与另外任务同步，否则就是将当前任务挂起等待。

如，一辆巴士车A可承载10人，那么每个人就可以作为一个事件位，司机就是调度器，司机可以根据成员情况决定是否发车，司机可以等待10人全坐满（逻辑与），也可以只有部分人坐满（逻辑或），司机根据需求发车，即发送事件，到达车站后，乘客需要换成到另外一辆巴士B（任务B），巴士B根据情况，可以选择等全车满后(逻辑与)再出发，也可以部分人满(逻辑或)就出发，没等到想要的人就可以延长等待时间。

6.demo分析

实现：任务A发送key的按键event事件，任务B响应按键的event事件。

main.c文件

int main(void)
{
	//1. init_hardware
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);//设置系统中断优先级分组4	 
	delay_init();	    				//初始化delay
	uart_init(115200);					//初始化uart
	LED_Init();		  					//初始化led
	init_key();							//初始化key
	
	//2.初始化thread
	APP_task();
	return 0;
}

taskA和taskB

void APP_task(void)
{
	xTaskCreate((TaskFunction_t)start_task,
				(const char *)"start_task",
				(uint16_t)START_STACK_SIZE,
				NULL,
				(UBaseType_t)START_TASK_PRIO,
				(TaskHandle_t *)&startTask_handler);
	vTaskStartScheduler();          //开启任务调度
}

static void start_task(void *param)
{
	
	EventGroupHandle_t key_event = xEventGroupCreate(); //创建一个事件event
	taskENTER_CRITICAL();           //进入临界区

    //创建获取event的任务
    xTaskCreate((TaskFunction_t )get_event_task,     	
                (const char*    )"get_event",   	
                (uint16_t       )GET_EVENT_TASK_STACK_SIZE, 
                (void*          )key_event,				
                (UBaseType_t    )GET_EVENT_TASK_PRIO,	
                (TaskHandle_t*  )&get_event_task_handler);   
    //创建设置event的任务
    xTaskCreate((TaskFunction_t )set_event_task,     
                (const char*    )"set_event",   
                (uint16_t       )SET_EVENT_TASK_STACK_SIZE, 
                (void*          )key_event,
                (UBaseType_t    )SET_EVENT_TASK_PRIO,
                (TaskHandle_t*  )&set_event_task_handler);      

    vTaskDelete(startTask_handler); //删除开始任务
    taskEXIT_CRITICAL();            //退出临界区
}


static void set_event_task(void *param)
{
	u8 key_value = 0;
	
	//引用key event
	EventGroupHandle_t key_event = (EventGroupHandle_t)param;
	
	while(1){
		if(key_event != NULL){
			key_value = KEY_Scan(0);
			switch(key_value){
				case KEY0_PRESS:
					xEventGroupSetBits(key_event, EVENTBIT_0);
					printf("KEY0 press\r\n");
					break;
				case KEY1_PRESS:
					xEventGroupSetBits(key_event, EVENTBIT_1);
				printf("KEY1 press\r\n");
					break;
				case KEY_UP_PRESS:
					xEventGroupSetBits(key_event, EVENTBIT_2);
					printf("KEY_UP press\r\n");
					break;
				default:
					break;				
			}
			LED0 = ~LED0;
		}
		delay_xms(10);
	}
}


static void get_event_task(void *param)
{
	EventBits_t EventValue;
		//引用key event
	EventGroupHandle_t key_event = (EventGroupHandle_t)param;
	
	while(1){
		EventValue = xEventGroupWaitBits(key_event,
							EVENTBIT_ALL,		//等待的event标志位
							pdTRUE,				//退出xEventGroupWaitBits之前，event标志位是否清除，若不清除，那么当3个标志位一起到来后，xEventGroupWaitBits持续激活态
							pdTRUE,			//event事件之间的关系，& 还是 | 的关系，pdTRUE: &, pdFALSE：|
							portMAX_DELAY);
		printf("eventValue = %d\r\n", EventValue);
		printf("--------------------------------------------------------------\r\n");
		LED1 = ~LED1;
		delay_xms(10);
	}
}

taskA轮询按键，有按键按下后，触发按键事件；taskB响应3个按键先后到来的事件，每次等待事件后均清除标志位，以方便下次再次响应。注意，任务的传入参数即为事件event