【STM32 FreeRTOS】任务

使用 RTOS 的实时应用程序可以被构建为一组独立的任务。每个任务在自己的上下文中执行,不依赖于系统内的其他任务或 RTOS 调度器本身。在任何时间点,应用程序中只能执行一个任务,实时 RTOS 调度器负责决定所要执行的任务。因此, RTOS 调度器可以在应用程序执行时重复启停每个任务(将任务调入或调出)。由于任务不了解 RTOS 调度器活动,因此实时 RTOS 调度器负责确保任务调入时的处理器上下文(寄存器值、堆栈内容等)与任务调出时的处理器上下文完全相同。为实现这一点,每个任务都分配有自己的堆栈。当任务调出时,执行上下文被保存到该任务的堆栈中,以便以后再调入相同的任务时可以准确地恢复其执行上下文。

任务状态

FreeRTOS中任务共有4中状态:

  • 运行态:正在执行的任务,该任务就处于运行态。如果运行 RTOS 的处理器只有一个内核, 那么在任何给定时间内都只能有一个任务处于运行状态。
  • 就绪态:准备就绪任务指那些能够执行(它们不处于阻塞或挂起状态), 但目前没有执行的任务, 因为同等或更高优先级的不同任务已经处于运行状态。
  • 阻塞态:如果一个任务因延时或者等待外部事件发生,那么这个任务就处于阻塞态。 例如,如果一个任务调用vTaskDelay(),它将被阻塞(被置于阻塞状态), 直到延迟结束——一个时间事件。 任务也可以通过阻塞来等待队列、信号量、事件组、通知或信号量 事件。 处于阻塞状态的任务通常有一个"超时"期, 超时后任务将被超时,并被解除阻塞, 即使该任务所等待的事件没有发生。“阻塞”状态下的任务不使用任何处理时间,不能 被选择进入运行状态。
  • 挂起态:类似暂停。与“阻塞”状态下的任务一样, “挂起”状态下的任务不能 被选择进入运行状态,但处于挂起状态的任务 没有超时。 相反,任务只有在分别通过 vTaskSuspend() 和 xTaskResume() API 调用明确命令时 才会进入或退出挂起状态。
    在这里插入图片描述

任务调度

FreeRTOS一共支持三种任务调度方式:

  • 抢占式调度:主要是针对优先级不同的任务,每一个任务都有一个优先级,优先级高的任务可以抢占优先级低的任务。
  • 时间片调度:主要针对优先级相同的任务,当多个任务的优先级相同时,任务调度器会在每一次系统时钟节拍到的时候切换任务。
  • 协程式调度:官方表示不再更新协程式调度。

“时间片” 是指调度器会在每个 tick 中断上在同等优先级任务之间进行切换, tick 中断之间的时间构成一个时间片。(tick 中断是 RTOS 用来衡量时间的周期性中断。)

总是运行优先级最高且可运行的任务的后果是, 永远不会进入“阻塞”或 “挂起”状态的高优先级任务会让所有任意执行时长的低优先级任务永久饥饿 。这就是为什么通常最好创建事件驱动型任务的原因之一 。例如,如果一个高优先级任务正在等待一个事件, 那么它就不应处于该事件的循环(轮询)中,因为如果处于轮询中,它会一直运行,永远不进入“阻塞”或“挂起”状态。 反之,该任务应进入“阻塞” 状态来等待事件。可以使用众多 FreeRTOS 任务间通信和同步原语之一将事件发送给任务。接收到 事件后, 优先级更高的任务会自动解除“阻塞”状态。高优先级任务处于“阻塞”状态时, 低优先级任务会运行。

动态创建任务和

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