ML307R 模组软件调试之操作系统 RTOS 解析

本文由 简悦 SimpRead 转码， 原文地址 triot.blog.youkuaiyun.com

一、RTOS 操作系统之七大主要通讯方式及定时任务

---

osThreadId_t：线程 ID，用于标识一个线程。

• osThreadId_t 用于标识和引用 RTOS 中的一个线程。这个标识符可以在创建线程时获得，并且可以用于后续的操作，例如终止线程、获取线程状态等。

osTimerId_t：定时器 ID，用于标识一个定时器。

• osTimerId_t 是实时操作系统（RTOS）中用于标识定时器的类型。osTimerId_t用于标识和引用 RTOS 中的一个定时器。这个标识符可以在创建定时器时获得，并且可以用于后续的操作，例如启动、停止和删除定时器。

osEventFlagsId_t：事件标志 ID，用于标识一组事件标志。

• osEventFlagsId_t 用于标识和引用 RTOS 中的一个事件标志组。这个标识符可以在创建事件标志组时获得，并且可以用于后续的操作，例如设置、清除、等待和读取事件标志。

osMutexId_t：互斥锁 ID，用于标识一个互斥锁。

• osMutexId_t 用于标识和引用 RTOS 中的一个互斥锁。这个标识符可以在创建互斥锁时获得，并且可以用于后续的操作，例如获取、释放和删除互斥锁。

osSemaphoreId_t：信号量 ID，用于标识一个信号量。

• osSemaphoreRelease 是实时操作系统（RTOS）中用于释放信号量的函数。信号量是一种同步机制，通常用于控制对共享资源的访问或协调多个线程 / 任务之间的操作。在许多 RTOS 中，例如 FreeRTOS 或者 CMSIS-RTOS，信号量可以用来实现互斥锁、计数信号量等功能。

osMemoryPoolId_t：内存池 ID，用于标识一个内存池。

osMessageQueueId_t：消息队列 ID，用于标识一个消息队列。

• osMessageQueueId_t 用于标识和引用 RTOS 中的一个消息队列。这个标识符可以在创建消息队列时获得，并且可以用于后续的操作，例如发送、接收和删除消息队列。

二、实时操作系统（RTOS）中 Event、 Semaphore、 Mutex 、 MessageQueue 区别于用法？

---

  在实时操作系统（RTOS）中，事件（Event）、互斥锁（Mutex）和消息队列（Message Queue）是常见的同步和通信机制。它们各自有不同的用途和特性，适用于不同的场景。下面是这三种机制的区别和用法：

1. 事件（Event）

定义：事件是一种简单的同步机制，用于通知任务某些条件已经满足或某个操作已经完成。

特点：

● 轻量级：事件通常占用较少的系统资源。

● 标志位：可以设置多个标志位，每个标志位代表一个特定的事件。

● 等待 / 触发：任务可以等待一个或多个事件的发生，而其他任务或中断可以触发这些事件。

用法：

● 状态通知：当某个条件发生变化时，可以通过事件来通知相关的任务。

● 超时处理：任务可以等待事件，并设置超时时间，以避免无限期等待。

2. 信号量（Semaphore）

定义：信号量是一种同步机制，用于控制对共享资源的访问。它可以是二值信号量（0 或 1）或计数信号量（非负整数）。

特点：

● 资源计数：信号量维护一个计数值，表示可用资源的数量。

● 阻塞 / 非阻塞：如果信号量计数值为 0，尝试获取信号量的任务会被阻塞，直到有其他任务释放信号量。

● 多任务协调：可以用于协调多个任务之间的操作。

用法：

● 资源管理：确保一次只有一个任务可以访问某个资源。

● 任务同步：用于同步多个任务的操作，例如生产者 - 消费者问题。

3. 互斥锁（Mutex）

定义：互斥锁是一种同步机制，用于保护共享资源，确保同一时间只有一个任务可以访问该资源。

特点：

● 独占性：互斥锁确保对共享资源的独占访问。

● 递归性：某些互斥锁支持递归锁定，即同一个任务可以多次获取同一个互斥锁。

● 优先级继承：互斥锁可以配置为支持优先级继承，以防止优先级反转问题。

用法：

● 保护共享资源：当多个任务需要访问同一个资源时，使用互斥锁来确保一次只有一个任务可以访问该资源。

● 避免竞争条件：通过互斥锁来避免多任务并发访问导致的数据不一致问题。

4. 消息队列（Message Queue）

定义：消息队列是一种通信机制，用于在任务之间传递数据块（消息）。

特点：

● 数据传递：任务可以通过消息队列传递结构化的数据。

● 缓冲区：消息队列通常有一个缓冲区，可以存储多个消息。

● 阻塞 / 非阻塞：发送和接收消息的操作可以是阻塞的或非阻塞的。

用法：

● 任务间通信：当任务需要交换数据时，使用消息队列来传递消息。

● 解耦合：通过消息队列，任务之间的耦合度降低，提高了系统的可维护性和扩展性。

总结

● 事件：用于简单地通知任务某个条件已经满足或某个操作已经完成。

● *信号量：用于控制对共享资源的访问，确保一次只有一个任务可以访问某个资源。

● *互斥锁：用于保护共享资源，确保同一时间只有一个任务可以访问该资源。

● *消息队列：用于在任务之间传递结构化的数据，实现任务间的通信。

  选择哪种机制取决于你的具体需求。如果你只需要简单的状态通知，事件可能就足够了；如果你需要控制对共享资源的访问，信号量是一个很好的选择；如果你需要保护共享资源并避免竞争条件，互斥锁会更合适；如果你需要在任务之间传递数据，那么消息队列会更合适。

三、模组 RTOS 操作系统 --SDK-DEMO

---

---

void app_os_demo_task(void)

    hal_info_log("[os demo] os task start success");

if (NULL == os_sem_handle)

        os_sem_handle = osSemaphoreNew(1, 0, NULL);

    app_info_log("app_os_demo_func create semaphore success!(2/7)");

if (NULL == os_timer_handle)

        os_timer_handle = osTimerNew(app_demo_os_timer_callback, osTimerPeriodic, NULL, NULL);

        osTimerStart(os_timer_handle, (30 * 1000) / portTICK_PERIOD_MS );  // 定时周期单位为tick，此处示例为30s

    app_info_log("app_os_demo_func create timer success!(3/7)");

if (NULL == os_msgqueue_handle)

        os_msgqueue_handle = osMessageQueueNew(10, sizeof(os_msg_t), NULL); // 消息队列深度为10个，单个元素为结构体大小

    app_info_log("app_os_demo_func create message queue success!(4/7)");

// 任务函数一定不能自动运行结束，一般是循环处理消息、事件等

        osSemaphoreAcquire(os_sem_handle, osWaitForever);

        hal_info_log("[os demo] os sem acquire success");

        hal_info_log("[os demo] os timer count: %d", os_timer_cb_count);

        app_info_log("app_os_demo_func acquire semaphore success!(5/7)");

        app_info_log("app_os_demo_func timer arrived!(6/7)");

if (osMessageQueueGet(os_msgqueue_handle, &msg, NULL, 2000 / portTICK_PERIOD_MS) == osOK)

            hal_info_log("[os demo] os get messageid: %d", msg.msg_id);

            app_info_log("app_os_demo_func message queue get success!(7/7)");

            hal_info_log("[os demo] os get message timeout");