FreeRTOS学习笔记--临界段代码处关闭中断

最新推荐文章于 2025-04-15 04:00:00 发布
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#操作系统 #stm32 #arm

导读

一、临界段代码

大家在学习FreeRTOS时对临界段代码都不陌生，引用野火实战指南的一句话：“临界段代码是指不能被中断的代码”。实际上，不只在进行全局操作的代码需要对中断进行管控，在某些严格时序上也需要对中断进行管控。例如A任务需要利用IIC、SPI、并口等协议进行数据交互时，往往一个中断的到来就会使得时序紊乱，而导致通信失败。所以我们在执行这类代码时，需要将不必要的中断进行屏蔽，这就涉及到部分M4内核的中断管理。

二、Cortex-M4中断管理

ARM公司在设计M4内核时就配置了255个异常，其中又分为异常和中断。M4异常相关结构框图
实际上，区分异常和中断比较简单，MCU提出的中断申请叫做异常（系统异常），若是外部端口或者芯片设计商挂载的外设提出的中断申请则成为中断。
为了方便管理，ARM固化了部分异常。而芯片设计商根据已有的嵌套中断向量表（NVIC）并结合芯片使用的实际情况对中断进行裁剪后固化嵌套中断向量表（NVIC）。STM32F4xx部分中断向量表
ARM在设计NVIC时，也配套了优先级屏蔽寄存器(PRIMASK)，该寄存器存放在内核寄存器中在这里插入图片描述
PRIMASK寄存器介绍
该寄存器用于关闭除了NMI和HardFulat异常以外的所有中断，也可以使用错误屏蔽寄存器(FAULTMASK)来屏蔽除了NMI以外的所有中断。但这样的代价比较大，若在任务中出现异常时，系统将无法进行补救，那么系统会出现跑飞等异常现象。

在FreeRTOS中，经常使用基本优先级屏蔽寄存器，该寄存器用于定义可屏蔽的最高的优先级。BASEPRI寄存器介绍
这是由于在Cortex-M4中定义优先级越小优先级越高，这与优先级分组管理是相关的。于是在使用中，当我们需要屏蔽优先级不高于5的中断时，可以向该寄存器写入5。
实际上芯片生产商在拿到内核后，会对优先级组(NVIC_IPRx)进行裁剪，又由于上述说的优先级规则，所以优先级组是先裁剪低位，例如STM32F4xx系列单片机是裁剪掉了低4位，只用高4位来配置抢占、次要优先级。所以我们在屏蔽优先级为5以下的中断时需要进行位移操作。

#ifdef __NVIC_PRIO_BITS
	#define configPRIO_BITS       		__NVIC_PRIO_BITS
#else
	#define configPRIO_BITS       		4                  
#endif

#define configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY				15                      //中断最低优先级
#define configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY		5                       //系统可管理的最高中断优先级
#defin
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（19）Xilinx PCIE中断理论（学无止境）
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09-29 5245
0 PCIE中断应用 a）基于PCIE接口数据采集系统中断应用 系统架构：下位机是FPGA（Xilinx K7/V7/A7 FPGA），上位机是CPU（ARM、PowerPC、DSP、PC主机）； 数据处理：FPGA进行数据采集并缓存。当数据缓存到一定程度时，FPGA产生一个中断信号通知上位机接收数据。 b) 基于交换机或者系统状态上报中断应用 系统架构：下位机是FPGA（Xilinx K7/V7/A7 FPGA），上位机是CPU（ARM、PowerPC、DSP、PC主机）； 数据处理：FPGA
10.FreeRTOS学习笔记-中断管理
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FreeRTOS 的中断管理支持： 开/关中断。 恢复中断。 中断使能。 中断屏蔽。 可选择系统管理的中断优先级 中断管理的运作机制 当中断产生时，处理机将按如下的顺序执行： 保存当前处理机状态信息 载入异常或中断处理函数到 PC寄存器 把控制权转交给处理函数并开始执行 当处理函数执行完成时，恢复处理器状态信息 从异常或中断中返回到前一个程序执行点 关闭中断时间 在操作系统中，很多时候我们会主动进入临界段，系统不允许当前状态被中断打断，故而在临界区发生的中断会被挂起，直到退出临界段时候打开中断
FreeRTOS_中断
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09-11 1917
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FreeRTOS菜鸟入门（四）·临界段的保护
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简单来说，FreeRTOS 的临界段保护是一种在多任务系统中防止共享资源被并发访问的机制，通过暂时关闭中断或调度器来确保代码段的原子性执行。
FreeRTOS学习（三）开关中断
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背景知识， Cotex-M3的NVIC最多支持240个IRQ（中断请求），1个不可屏蔽（NMI），1个Systick（滴答定时器） Cortex-M处理器有三个固定的优先级（优先级为负数那几个就是固定的） 和256（因为每个中断都由中断优先级设置寄存器来设置，此寄存器为8位的，所以是256优先级）可编程的优先级， 最多有128个抢占优先级 但是芯片厂家根据实际应用的情况会，将优先级最高分组会进行固...
FreeRTOS 中断管理
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03-14 3578
简介：让 CPU 打断正常运行的程序，转而去处理紧急的事件（程序），就叫中断。中断执行机制，可简单概括为三步：说到中断，那必不可少就提到我们的中断优先级，因为中断它说到底其实就是一个比较紧急的事件，我们要优先去处理紧急事件，但是你在处理的过程中难免有可能会遇到更加紧急的事情，那这时候咋办？那这时候你就要去处理更加紧急的事情。那这个对应到中断，就是它中断优先级要更高。也就是说中断优先级高的可以抢占优先级低的中断去执行，也就是中断嵌套。ARM Cortex-M 使用了 8 位宽 的寄存器来配置中断的优先等级，这
FreeRTOS之开关中断
linuxweiyh的博客
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FreeRTOS开关中断的函数为portENABLE_INTERRUPTS()和portDISABLE_INTERRUPTS()，它们都是宏定义。 函数的定义位于portmacro.h中：#define portDISABLE_INTERRUPTS() vPortRaiseBASEPRI() // 关中断 #define portENABLE_INTERRUP
8.FreeRTOS学习笔记-软件定时器
Car12
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基本概念 软件定时器的回调函数类似硬件的中断服务函数，所以，回调函数也要快进快出，而且回调函数中不能有任何阻塞任务运行的情况，例如不可以使用vTaskDelay() FreeRTOS 提供的软件定时器支持单次模式和周期模式 FreeRTOS 通过一个 prvTimerTask 任务（也叫守护任务 Daemon）管理软定时器 只有设置 FreeRTOSConfig.h 中的宏定义 **configUSE_TIMERS **设置为 1 ，将相关代码编译进来 以系统节拍周期为计时单位 定时器消息队列的长度由宏
6.FreeRTOS学习笔记-信号量
Car12
11-17 1032
基本概念 抽象的来讲，信号量是一个非负整数，所有获取它的任务都会将该整数减一（获取它当然是为了使用资源），当该整数值为零时，所有试图获取它的任务都将处于阻塞状态 二值信号量 二值信号量既可以用于临界资源访问也可以用于同步功能 互斥量有优先级继承机制，二值信号量则没有这个机制 二值信号量更偏向应用于同步功能（任务与任务间的同步或任务和中断间同步） 而互斥量更偏向应用于临界资源的访问 将二值信号量看作只有一个消息的队列因此这个队列只能为空或满 计数信号量 计数信号量肯定是用于计数
7.FreeRTOS学习笔记-事件
Car12
11-18 826
FreeRTOS 提供的事件特点 事件只与任务相关联，事件相互独立，一个 32 位的事件集合（EventBits_t 类型的变量，实际可用与表示事件的只有 24位），用于标识该任务发生的事件类型，其中每一位表示一种事件类型（0 表示该事件类型未发生、1 表示该事件类型已经发 生），一共 24 种事件类型。 事件仅用于同步，不提供数据传输功能 事件无排队性，即多次向任务设置同一事件(如果任务还未来得及读走)，等效于只设置一次 允许多个任务对同一事件进行读写操作 支持事件等待超时机制 逻辑与 逻辑或 是否
【FreeRTOS】06 临界段的保护——关中断和关调度
小白白学电子
06-15 9758
本节来讲一讲FreeRTOS如何保护临界段，先讲临界段的概念，再讲保护临界段的方法。
06.FreeRTOS中断管理
L的博客
08-01 1453
FreeRTOS中断管理。包括中断的基础知识、FreeRTOS中断配置项、代码实现以及实验结果分析。
使用Xilinx FPGA实现PCIe中断接口
ZdqDeveloper的博客
09-21 539
接下来，我们实现了中断生成和处理的FPGA逻辑，并编写了相应的驱动程序来处理FPGA生成的中断信号。通过这些步骤，我们可以在FPGA和主机系统之间实现可靠的PCIe中断通信。随着计算机系统的发展和需求的不断增长，PCI Express（PCIe）已经成为了一种常见的高速数据传输接口。在许多应用中，特别是需要高速数据传输和实时响应的系统中，PCIe中断接口是必不可少的。在实际应用中，建议参考相关的文档和资源，并进行适当的调试和验证。这样，当FPGA生成中断信号时，驱动程序将捕获该中断并执行相应的操作。
FreeRTOS 学习笔记（3）—— 中断配置和临界段
嵌入式小蟹总的优快云
07-17 2557
FreeRTOS 学习笔记（3）—— 中断配置和临界段
FreeRTOS学习（九）：中断管理
m0_71304252的博客
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本章节带大家来先回顾中断的相关知识，然后根据中断来做实验FreeRTOS的"中断关闭"实际上是一种优先级阈值机制，而不是真正意义上的全部中断关闭。这种设计允许关键的高优先级中断(如TIM3)即使在临界区内也能执行，同时阻止低优先级中断(如TIM5)干扰系统的关键代码执行，这是RTOS实时特性的重要保障。
Xilinx FPGA成功实现PCIE中断调试
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PCIE中断在FPGA设计中起到关键作用，帮助我们实现高速、可靠的通信和数据传输。通过合理配置PCIE端点IP核，并编写相应的中断处理代码，我们可以在FPGA设计中充分利用PCIE接口的高速和可扩展性。使用Vivado创建新的项目，并选择正确的开发板型号和FPGA器件。本文将描述如何在Xilinx FPGA上成功实现PCIE中断调试，旨在提供一个具体的实例和源代码示例，来帮助读者理解并应用这一技术。HDF文件是一个XML格式的文件，它描述了FPGA和外设的配置。接下来，我们将介绍完成该任务需要的步骤。
29-中断管理
weixin_60433980的博客
03-22 623
屏蔽的，也就是说即使在系统进入临界段的时候，这些中断也能被触发而不是等到退出临界段的时候才被触发，当然，这些中断服务函数中也不能调用。临界段代码也叫做临界区，是指那些必须完整运行，不能被打断的代码段，比如有的外设的初始化需要严格的时序，初始化过程中不能被打断。的，当 basepri 设置为某个值的时候，NVIC 不会响应比该优先级低的中断，而优先级比之更高的中断则不受影响。这个宏设置的值高（带等于）的中断都被关闭，比这值小的中断没有被关闭（优先级号越大，优先级越低）。细看一下下边的寄存器的配置的含义。
（20）Xilinx PCIE中断调试成功（学无止境）
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Xilinx FPGA PCIe中断接口：实现高效通信的关键步骤随着信息技术的不断发展，数据传输和处理需求日益增长，特别是在高性能计算、云计算和数据中心等领域。FPGA（Field Programmable Gate Array）作为一种灵活可编程的硬件平台，具备并行计算和硬件加速的优势，成为解决这些领域的首选之一。而PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）作为一种快速、可扩展的总线标准，在数据传输方面表现出色。
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