FreeRTOS-如何根据FreeRTOS提供的功能（信号量、任务通知、队列等）设计程序.pdfVIP

FreeRTOS-如何根据FreeRTOS提供的功能（信号量、任务通

知、队列等）设计程序

1、⼆值信号量

就像⼀个标志位，事件产⽣置⼀，事件处理后直零

⽤于任务之间的同步，即⼀个任务givetoken，另⼀个任务taketoken

特别提醒：

V7.X版本中使⽤vSemaphoreCreateBinary函数，使⽤该函数创建的信号量初始值为“满”

V8.X版本以后版本中使⽤xSemaphoreCreateBinary函数，使⽤该函数创建的信号量初始值为“空”

2、计数信号量

事件产⽣加⼀，事件处理减⼀，减到零表⽰事件处理完毕

3、中断推迟处理

把⼀部分原本放在中断服务函数的程序放在中断外，减少中断服务函数运⾏时间

由于中断服务函数越短越好（处理时间越短越好），把关键处理放中断服务函数，其他放到外⾯，外⾯可以是⼀个任务（灵活性⼤，因为会

⽤到⼆值信号量或计数信号量，需要为每个信号量创建⼀个任务，耗⽤资源多），也可以是定时器守护任务的回调函

数xTimerPendFunctionCallFromISR()（定时器守护任务使⽤到⼀个命令队列，只要向队列发送信号就可以执⾏相应代码，所以可以实

现“中断推迟处理”功能；只⽤到定时器守护任务这⼀个任务，节省资源，但建议回调函数执⾏时间短⼀些，否则影响其他定时器回调函数

的执⾏周期）

4、任务通知

任务通知⼀定程度上可以替代⼆值信号量、计数信号量、事件组或队列。

任务通知优点：更快、占⽤RAM少

任务通知缺点：数据不能从任务发送到ISR（也就是ISR中不能读取任务通知）；接收处理任务通知只能在本任务中；任务通知只能通过32

位⽆符号整数传递数据；当任务为“pending”，发送任务通知API不会等待任务变为“not-pending”⽽阻塞，也就是数据可能丢失

任务状态：接收到通知为处理为“pending”，读取通知值状态变为“not-pending”

xTaskNotifyGive()是xTaskNotify()的阉割版

ulTaskNotifyTake()是xTaskNotifyWait()的阉割版

调⽤发送函数产⽣的影响：

调⽤xTaskNotifyGive()后，通知值加⼀，ucNotifyState变为pending

调⽤xTaskNotify()后，通知值可以不变、指定位置⼀、加⼀、强制重写通知值或者ucNotifyState为not-pending状态时写通知

值，ucNotifyState变为pending。第三个参数如果是eSetBits，是使notificationvalue的某⼀位置⼀，可以同时对notification

value的某⼏位置⼀，然后同时处理⼏件事情；如果第三个参数是eSetValueWithOverwrite，是设置notificationvalue为某个值。

接收函数如何判断是否接收到未读通知：

ulTaskNotifyTake()判断是否有未读通知是根据通知值ulNotifiedValue是否为零，该函数可以实现通知值减⼀或清零。相对来说，该函数

实现主要是针对信号量那种类型（xClearCountOnExit为pdTRUE替代⼆值信号量；为pdFALSE替代计数信号量）；

xTaskNotifyWait()判断是否有通知是依据通知状态ucNotifyState,该函数可以实现清除指定位。这⾥，通知值才算真正承载了有⽤的通知

内容。

5、互斥

当⼀个资源不能被同时使⽤时使⽤互斥，⽐如打印机。⼀般使⽤情况是在某个任务中taketoken，并且在这个任

务中givetoke

使⽤互斥可能出现的问题：

1、互斥可能会导致⾼优先级任务等待低优先级任务，如下图：

2、也可能导致互锁，两个任务都各⾃持有对⽅想要的互斥信号，导致两个任务都⽆法进⾏，所以建议任务等待互斥信号的时间不要⽆限

长，超时可以做⼀些处理，可以发现死锁情况

3、也可能导致⾃锁，⽐如某个函数对任务进⾏递归调⽤；可以通过递归互斥（recursivemutexes）解决

4、也可能某个任务⼀直没执⾏，如下图，但是可以通过调⽤taskYIELD()解决

6、GatekeeperTasks

对资源进⾏保护，使得只有⼀个任务能直接访问资源

互斥量是为了保护“打印机”类型的事件不被破坏，看门⼈任务和队列或者计数信号量配合也可以实现这个功能，具体就是只有看门⼈任务

可以直接使⽤“打印机”，看门⼈任务⼤多时间阻塞等待打印数据到来，任何其他任务想使⽤打印机只能向看门⼈任务发送打印数据

7、挂起调度器、关闭中