FreeRTOS（任务通知）

资料来源于硬件家园：资料汇总 - FreeRTOS实时操作系统课程(多任务管理)

目录

一、任务通知的概念

1、概念

2、发送通知给任务的方式

3、任务通知使用限制

二、任务通知的运行机制

三、任务通知的API函数

1、任务通知的数据结构

2、常用的API函数

3、函数xTaskNotifyGive()

4、函数ulTaskNotifyTake()

5、函数xTaskNotify()

6、函数ulTaskNotifyWait()

7、使用说明

四、任务通知代替二值信号量

五、任务通知代替计数信号量

六、任务通知代替队列

七、任务通知代替事件组

---

一、任务通知的概念

1、概念

FreeRTOS 从 V8.2.0 版本开始提供任务通知功能，每个任务都有一个 32位的通知值，在多数情况下，任务通可以替代二值信号量、计数信号量、事件组，也可以替代长度为1的队列(可以保存一个 32位整数或指针值)。

相对于以前使用 FreeRTOS 内核通信的资源时必须创建队列、二进制信号量、计数信号量或事件组的情况，使用任务通知显然更灵活。按照 FreeRTOS 官方的说法，使用任务通知比通过信号量等ICP通信方式解除阻塞的任务速度快45%，并且更加省RAM内存空间，任务通知的使用无须创建队列。要想使用任务通知，必须将FreeRTOSConfig.h中的宏定义configUSE_TASK_NOTIFICATIONS设置为1。其实 FreeRTOS 默认是为1的，所以任务通知是默认可用的。

2、发送通知给任务的方式

> 发送通知给任务，如果有通知未读，则不覆盖通知值。

> 发送通知给任务，直接覆盖通知值。

>发送通知给任务， 设置通知值的一个或者多个位，可以当作事件组来使用。

> 发送通知给任务，递增通知值，可以当作信号量使用。

通过对以上任务通知方式的合理使用，可以在一定场合下替代 FreeRTOS 的信号量、队列、事件组等。

3、任务通知使用限制

当然，凡事都有利弊，消息通知虽然处理更快，RAM 开销更小，但也有以下限制:

>只能有一个任务接收通知消息，因为必须指定接收通知的任务。

>只有等待通知的任务可以被阻塞，发送通知的任务在任何情况下都不会因为发送失败

而进入阻塞态。

二、任务通知的运行机制

任务通知属于任务附带的资源，所以在任务被创建时，任务通知也被初始化，我们知道在使用队列、信号量前，必须先创建队列和信号量，目的是创建队列数据结构，比如使用xQueueCreate() 函数创建队列，用xSemaphoreCreateBinary()函数创建二值信号量等。再来看任务通知，由于任务通知的数据结构包含在任务控制块中，只要任务存在，任务通知数据结构就已经创建完毕，可以直接使用，所以使用时很方便

任务通知可以在任务中向指定任务发送通知，也可以在中断中向指定任务发送通知。FreeRTOS的每个任务都有一个32位的通知值，任务控制块中的成员变量ulNotifiedValue 就是这个通知值。只有在任务中可以等待通知，而不允许在中断中等待通知。如果任务在等待的通知暂时无效，任务会根据用户指定的阻塞超时时间进入阻塞状态，我们可以将等待通知的任务看作消费者;其他任务和中断可以向等待通知的任务发送通知，发送通知的任务和中断服务函数可以看作生产者，当其他任务或者中断向这个任务发送任务通知，且任务获得通知以后，该任务就会从阻塞态中解除，这与 FreeRTOS 中内核的其他通信机制一致。

三、任务通知的API函数

1、任务通知的数据结构

任务通知是任务控制块的资源，属于任务控制块中的成员变量。

ulNotifiedValue: 任务通知值，用于保存一个32位整数或指针值

ucNotifyState：  任务通知状态，用于标识任务的通知状态

2、常用的API函数

① 替代二值信号量与计数信号量

发送任务通知：

xTaskNotifyGive()

vTaskNotifyGiveFromISR()

获取任务通知：

ulTaskNotifyTake()

② 替代长为1的队列与事件组

发送任务通知：

xTaskNotify()

vTaskNotifyFromISR()

获取任务通知：

ulTaskNotifyWait()

3、函数xTaskNotifyGive()

① 函数原型

 功能如下：在任务中向指定任务发送通知，使任务通知值加1，这种方式用于信号量

②形参说明

形参1：任务句柄

形参2： 任务通知值，取0

形参3： 指示任务控制块中的变量 ulNotifiedValue 实现加一操作

形参4：空

③返回值

没有超时机制，永远返回pdPASS

4、函数ulTaskNotifyTake()

① 函数原型

功能如下：在任务中获取通知，与xTaskNotifyGive()配套使用，用于替代二值信号量与计数信号量

②形参说明

形参1：退出时是否清零计数。pdTRUE->清零， pdFALSE -> 减1

形参2： 超时时间，单位为系统节拍

③返回值

返回任务之前的任务通知值

5、函数xTaskNotify()

① 函数原型

功能如下：在任务中向指定任务发送通知，根据eAction的值完成不同操作

②形参说明

形参1：任务句柄

形参2： 任务通知值

形参3： 如下图片

形参4： 空

③返回值

根据上面第 3 个形参的说明，将其设置为 eSetValueWithoutOverwrite，有可能返回pdFALSE，其余所有情况都返回值 pdPASS

6、函数ulTaskNotifyWait()

① 函数原型

功能如下：在任务中获取通知，与xTaskNotify()配套使用，用于替代长度位1的队列与事件组

②形参说明

形参1：进入函数时，清除哪些位  ->  0：无变化    1：清除相应位

形参2：退出函数时，清除哪些位  ->  0：无变化    1：清除相应位

形参3：保存通知值

形参4： 超时时间，单位为系统节拍

③返回值

pdTRUE： 获取任务通知成功

pdFALSE：获取任务通知失败

7、使用说明

四、任务通知代替二值信号量

五、任务通知代替计数信号量

 

 

六、任务通知代替队列

 

 

七、任务通知代替事件组