嵌入式学习-FreeRTOS-Day3

重点

1.什么是FreeRTOS

FreeRTOS是一个实时操作系统（RTOS），专注于提供可预测的、低延迟的任务调度和执行。它适用于对任务执行时间有严格要求的嵌入式系统
FreeRTOS设计简单，内存占用较小，适合于资源有限的嵌入式系统。FreeRTOS提供了基本的任务管理、内存管理和同步机制等基本功能，适用于简单的嵌入式系统。
FreeRTOS通常用于嵌入式系统、嵌入式控制器、传感器网络、汽车控制单元等需要实时性和低功耗的应用领域

2.为什么要引入FreeRTOS

引入操作可以提高CPU的运行效率

3.FreeRTOS和Linux操作系统的区别

实时性：

FreeRTOS是一个实时操作系统（RTOS），专注于提供可预测的、低延迟的任务调度和执行。
  它适用于对任务执行时间有严格要求的嵌入式系统。
Linux是一个通用的操作系统，对实时性能要求相对较低。
  虽然有一些实时扩展如PREEMPT-RT，但Linux的实时性能不如FreeRTOS那么可预测。
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内存占用：

FreeRTOS设计简单，内存占用较小，适合于资源有限的嵌入式系统。
Linux拥有更多的功能和驱动程序支持，但相应地需要更多的内存和处理器资源。
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功能和复杂性：

FreeRTOS提供了基本的任务管理、内存管理和同步机制等基本功能，适用于简单的嵌入式系统。
Linux提供了丰富的功能，包括多任务管理、网络支持、文件系统等，
    适用于复杂的嵌入式系统和桌面服务器等环境。
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应用领域：

FreeRTOS通常用于嵌入式系统、嵌入式控制器、传感器网络、
    汽车控制单元等需要实时性和低功耗的应用领域。
Linux广泛应用于服务器、网络设备、桌面计算机、
   嵌入式系统（通常是更强大的嵌入式系统，如嵌入式 Linux）等领域。
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4.STM32Cubemx配置FreeRTOS工程的步骤

FreeRTOS初始化
开启调度器，线程开始运行
调度器接管程序，不会在运行到while1
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5.任务的概念

任务 == 线程
在FreeRTOS中，任务（Task）是并发执行的基本单元，它是一段独立执行的代码，可以被操作系统调度执行。

6.任务的优先级

任务的优先级就是代表任务执行的先后顺序。
数值越大任务的优先级越高
任务优先级越高任务越先执行

7.任务的创建方法

动态创建和静态创建
区别：
1.动态创建任务不需要手动提供栈，栈会由系统自动创建，静态创建任务需要自己提供栈，栈一般由数组来表示
2.动态创建适用于需要随时创建和删除任务的场景，静态创建任务适用于任务数量确定的场景。
3.动态创建任务需要消耗的资源会比较多，静态创建任务需要消耗的资源比较少。

8.任务的状态

Ready：就绪态，在创建任务后会进入就绪态
Running：运行态，任务正在运行
Blocked：阻塞态，因为等待某一个事件进入了休眠的状态（时间，互斥锁，信号量）
Suspended：挂起态，将任务挂起后任务还是存在的，可以进行恢复

9.任务的删除方法

删除自己
void osThreadExit (void)
删除其他任务
osStatus_t osThreadTerminate (osThreadId_t thread_id)

10.任务的调度算法

算法：抢占式调度+时间片轮转
1.抢占式调度：任务优先级高的可以打断任务优先级低的执行（适用于不同优先级）
2.时间片轮转：每一个任务拥有相同的时间片（1ms），保证任务执行的公平性，当一个任务的时间片耗尽时任务就必须退出（适用于相同优先级）

11.空闲任务和空闲任务钩子函数

空闲任务是在系统中没有其他任务在执行的时候执行的一个特殊任务
1.空闲任务会监测是否有任务把自己删除了，如果有的话那么就释放他的资源。
2.防止CPU进行空转状态，浪费CPU资源。
钩子函数是通过钩子函数可以在FreeRTOS插入我们自己的代码。
开启空闲任务的钩子函数 钩子函数调用 实现函数主体
FreeRTOSConfig.h文件是FreeRTOS功能的总管文件，需要开启对应或者是关闭对应的功能，设置对应的宏开关就行了
适用场合：
1.空闲任务钩子是在空闲任务被调用的时候被调用
2.systick滴答定时器，在滴答定时器的中断被调用
3.在分配和申请内存失败的时候调用内存分配失败钩子函数
4.守护任务开启时调用
5.当栈溢出的时候使用

作业

1、总结任务的调度算法，把实现代码再写一下

1.抢占式调度：任务优先级高的可以打断任务优先级低的执行（适用于不同优先级）
2.时间片轮转：每一个任务拥有相同的时间片（1ms），保证任务执行的公平性，当一个任务的时间片耗尽时任务就必须退出（适用于相同优先级）
3.协作式调度：使用osdelay

抢占式

void StartDefaultTask(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN StartDefaultTask */
  /* Infinite loop */
	int i =0;
  for(;;)
  {
		printf("StartDefaultTask is start\r\n");
		if(myTask03Handle == NULL)
		{
			myTask03Handle = osThreadNew(StartTask03,NULL,&myTask03_attributes);
		}
		printf("StartDefaultTask is end\r\n");
		osDelay(500);
	}
  /* USER CODE END StartDefaultTask */
}

void StartTask03(void *argument)
{
	for(;;)
  {
		printf("StartTask03 is start\r\n");
		osDelay(500);
	}
	
}
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时间片轮转

void StartDefaultTask(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN StartDefaultTask */
  /* Infinite loop */
	int i =0;
  for(;;)
  {
		printf("StartDefaultTask is start\r\n");
		//if(myTask03Handle == NULL)
		//{
			//myTask03Handle = osThreadNew(StartTask03,NULL,&myTask03_attributes);
		//}
		for(;i<9000000;i++)
		{
			;
		}
		printf("StartDefaultTask is end\r\n");
		osDelay(500);
	}
  /* USER CODE END StartDefaultTask */
}

void StartTask02(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN StartTask02 */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
		printf("2\r\n");
    osDelay(500);
  }
  /* USER CODE END StartTask02 */
}
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2、总结任务的状态以及是怎么样进行转换的