FREERTOS¶

简介¶

Info

FreeRTOS 是一个小型的实时操作系统内核，它支持多任务、定时器、信号量、队列、互斥锁等功能。FreeRTOS 是一个开源项目，现在由Amazon Web Services维护。

Warning

原生FREERTOS和ESP-IDF中FREERTOS是不同的，ESP-IDF中的FREERTOS是基于原生FREERTOS的二次开发。

优先级问题，多核情况并不适用，因为多个任务可同时运行。
esp-idf自动创建空闲（0）、定时器（1）、app_main（1）、IPC-多核协调（24）、ESP定时器-ESP定时器回调（22）。括号内为优先级。
esp-idf不使用原生FreeRTOS的内存堆管理实现了自己的堆。
创建任务使用xTaskCreatePinnedToCore()。
删除任务避免删除另外一个核的任务。
临界区使用自旋锁确保同步。
如果任务中用到浮点运算，则创建任务的时候必须指定具体运行在哪个核上，不能由系统自动安排。

总的来说，建议如下:

1) 程序应用开发创建任务指定内核，建议不要使用tskNO AFFINITY。

2) 通常，负责处理无线网络的任务(例如，WiFi或蓝牙)将被固定到CPUO(因此名称PRO_CPU)，而处理应用程序其余部分的任务将被固定到CPU1(因此名称APP CPU)

核心概念¶

without RTOS

while(1)
{
    task1();
    task2();
    task3();
}

with RTOS

void task1(void *pvParameters)
{
    for(;;)
    {
        // task1 code
    }
}

void task2(void *pvParameters)
{
    for(;;)
    {
        // task2 code
    }
}

void task3(void *pvParameters)
{
    for(;;)
    {
        // task3 code
    }
}

int main(void)
{
    xTaskCreate(task1, "Task1", 100, NULL, 1, NULL);
    xTaskCreate(task2, "Task2", 100, NULL, 1, NULL);
    xTaskCreate(task3, "Task3", 100, NULL, 1, NULL);
    vTaskStartScheduler();
    for(;;);
}

Note

从上面的代码可以看出，在没有RTOS的情况下，面对功能庞杂的项目，代码会变得非常复杂，而使用RTOS，我们可以将任务分解为多个子任务，使代码更加清晰、易于维护。

Note

任务运行时间片的基本单位是Tick，Tick的周期由configTICK_RATE_HZ宏定义决定，单位是Hz。

任务¶

Info

使用FREERTOS的实时应用程序可以被构建成一组独立的任务，每个任务在自己的上下文中运行，不依赖于系统内的其他任务或RTOS任务调度器本身。

Note

任务状态有以下几种：

运行态（Running）
就绪态（Ready）
阻塞态（Blocked）
挂起态（Suspended）

运行态（Running）

当任务实际执行的时候，它被称为处于运行状态。如果运行RTOS的处理器只有一个内核，那么只有一个任务可以处于运行状态。

就绪态（Ready）

当任务已经准备好运行，但是由于其他任务正在运行，所以它还没有得到执行的机会，这种状态被称为就绪状态。

阻塞态（Blocked）

当任务由于某种原因而不能运行时，它被称为阻塞状态。任务可能会因为等待事件、等待信号量、等待消息队列等原因而被阻塞。通常一个处于阻塞状态的任务都有一个超时时间，当超时时间到达时，任务会被唤醒。

挂起态（Suspended）

与阻塞状态的任务一样，挂起状态的任务不能进入运行状态。但是，与阻塞状态的任务不同的是，挂起状态的任务不会被唤醒，直到它被显式地恢复。只有通过API命令明确挂起和恢复，任务才会进入或者退出挂起状态。