如何优雅地使用嵌入式事件标志组？

事件标志组

嵌入式事件标志组是一种在嵌入式系统中广泛使用的同步机制，主要用于实现多任务间的同步与通信。

事件标志组是一组事件标志位的集合，每个位代表一个事件是否发生。它允许任务等待特定的事件发生，当事件发生时，相关任务将被唤醒并执行相应的操作。

特点

• 灵活性：用户可以根据需要自定义每个位事件的含义，如bit0表示按键是否按下。支持一对多、多对多的同步模式，即一个任务可以等待多个事件的发生，也可以是多个任务同步多个事件。
• 高效性：使用位操作，效率高，占用资源少。
• 扩展性：虽然常用的是16位或32位无符号的数据类型来存储事件标志，但其中的高8位可能用作控制信息，低24位用作存储事件标志，因此可以存储多个事件标志。

工作原理

• 等待事件：任务通过调用相应的API函数（如FreeRTOS中的xEventGroupWaitBits）来等待一个或多个事件标志位的发生。可以设置等待条件，如等待所有指定的事件标志位都为1，或等待其中任意一个事件标志位为1。
• 触发事件：当事件发生时，通过调用相应的API函数（如FreeRTOS中的xEventGroupSetBits）来设置相应的事件标志位为1，从而触发等待该事件的任务。唤醒所有符合条件的任务，类似于“广播”的作用。
• 执行任务：被唤醒的任务根据事件标志位的状态执行相应的操作，并可以选择是否清除事件标志位。

应用场景

• 多任务同步：在需要多个任务协同工作的场景中，可以使用事件标志组来同步这些任务，但无数据传输。
• 中断处理：在中断服务程序中设置事件标志位，以通知主任务或其他任务进行相应的处理。
• 状态监控：用于监控系统的各种状态，如设备是否就绪、数据是否到达等。

例子：

在嵌入式系统中，处理USB数据的同步发送通常涉及多线程编程，并使用适当的同步机制来确保数据的一致性和完整性。在这种情况下，可以使用事件标志和消息队列来协调一个生产线程（生成USB数据）和一个消费线程（发送USB数据）。

设计思路：

• 消息队列：用于存储从生产线程到消费线程的数据。每个数据项可能是一个指向USB数据包缓冲区的指针或包含数据包信息的结构体。

• 事件标志：用于通知消费线程有新的数据可供处理，或者当队列为空时通知生产线程暂停生产。

• 互斥锁：保护消息队列和事件标志的访问，防止竞态条件。

实现步骤：

1. 定义消息队列和事件标志

• 使用RTOS提供的API来创建消息队列和事件标志。
• 消息队列应能够存储指向USB数据包的指针或相关结构体。

2. 生产线程

生产线程负责生成USB数据，并将其放入消息队列中。

void producer_thread(void