学习FreeRTOS之第六章——中断管理

嵌入式操作系统需要对来自环境的事件进行响应,通过回答下面三个问题来判断操作系统的响应策略是否最佳。

1,事件是如何侦测的?通常通过中断,但是轮询也可以。

2,如果通过中断,对于事件的处理,怎么分配在ISR之中和之外的处理时间?通常情况下,在ISR中的处理时间越短越好。

3,事件如何与主程序进行通信?如何构建代码,以解决异步通信问题?

为了使任务代码和中断代码更高效,中断入口更简洁,FreeRTOS提供了两种API,一种给任务使用,另一种给中断使用,中断使用的名字的结尾为“FromISR”。

如果将configUSE_PREEMPTION配置为1,在任务中调用API时,任务会自动切换到更高优先级的其他任务。而在中断中调用“FromISR”API时,在中断结束后,不会自动切换到更高优先级的其他任务。调用“FromISR”API时,会更新该API的xHigherPriorityTaskWoken参数,然后通过调用下图的两个API进行任务的切换。建议在ISR的最末尾调用下面两个API。

学习FreeRTOS之第六章——中断管理_第1张图片

 建议在下面三种情况下,将中断相关的处理程序放到任务中执行,并且这样的任务叫作deferred interrupt processing

1,中断相关的处理比较复杂。例如,存储ADC的采样结果,放在ISR中进行处理。如果ADC的采样结果要进行软件滤波,这样将处理程序放在任务中进行更好。

2,ISR中不方便进行处理的情况。例如,写入到console,分配内存。

3,中断相关的处理时间不确定。

ISR和deferred interrupt processing进行同步可以通过以下四种方式:

1,二进制信号量

二进制信号量进行同步在中断发生频率较低的情况下使用,当中断不可预测以及发生次数不能预测时,会丢失中断事件。

2, 计数信号量

配置configUSE_COUNTING_SEMAPHORES为1.

3,使用xTimerPendFunctionCallFromISR() API——centralized deferred interrupt processing

 使用centralized deferred interrupt processing的优势和劣势:

优势:因为不用创建任务,有更低的资源开销;更方便使用。

劣势:该任务的优先级由configTIMER_TASK_PRIORITY决定,所以灵活性差;如果定时器命令队列中有有其他命令,这将影响该任务的确定性。

4,使用队列进行任务同步和数据通信

队列提供了一种简便的方法,将数据从ISR传输到任务,但是当数据传输速率很高时,这种方法不高效。 建议使用下面的三种更高效的数据传输方式:

a:使用DMA传输数据,然后通过任务通知的方式unblock任务。

b:将接收到的数据复制到线程安全的RAM区,然后通过任务通知的方式unblock任务。

c:在ISR中进行数据处理,将数据处理结果通过队列传输给任务。

关于中断嵌套的介绍:

学习FreeRTOS之第六章——中断管理_第2张图片

 例如:

学习FreeRTOS之第六章——中断管理_第3张图片

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