网站注册价格,永康市建设局网站为什么打不开,网站建设方案对比报告,wordpress首页显示特定分类文章在讨论 ISR#xff08;中断服务例程#xff09;和 TCB#xff08;任务控制块#xff0c;Task Control Block#xff09;时#xff0c;我们实际上是在探讨 FreeRTOS 中两个不同但又相互关联的概念#xff1a;一个是用于处理硬件或软件触发的中断事件#xff0c;另一个是…在讨论 ISR中断服务例程和 TCB任务控制块Task Control Block时我们实际上是在探讨 FreeRTOS 中两个不同但又相互关联的概念一个是用于处理硬件或软件触发的中断事件另一个是操作系统用来管理任务的核心数据结构。下面我将详细解释这两个概念及其关系。
1. ISR (Interrupt Service Routine)
定义
ISR 是一段专门编写的小型程序代码用来处理特定类型的中断请求。当中断发生时CPU 暂停当前执行的任务转而执行相应的 ISR 来响应这个中断。ISR 必须快速完成其工作以确保其他更高优先级的中断能够及时得到响应。
特点
高优先级ISR 比普通任务具有更高的优先级。非抢占性在一个 ISR 执行期间不会被另一个 ISR 或者普通任务所抢占除非新来的中断源设置了更高的优先级。简短高效ISR 应尽可能快地完成因为长时间运行的 ISR 可能会影响系统的实时性能和响应速度。不能阻塞ISR 内部不允许调用任何可能导致阻塞的操作如 vTaskDelay()因为这会导致整个系统陷入死锁状态。
在 FreeRTOS 中使用 ISR
发送消息给队列可以使用 xQueueSendFromISR() 函数将数据发送到队列但要注意避免阻塞。唤醒任务可以通过 xSemaphoreGiveFromISR() 或 xTaskResumeFromISR() 唤醒等待的任务同样要避免阻塞。检查是否需要上下文切换某些 ISR 函数有一个参数指向一个布尔变量如果该变量被设为 pdTRUE则表明有更高优先级的任务被唤醒可能需要进行上下文切换。这时应该调用 portYIELD_FROM_ISR() 来实现这一点。
2. TCB (Task Control Block)
定义
TCB 是 FreeRTOS 内核用于管理每个任务的数据结构。它包含了任务的所有信息包括但不限于 任务状态如就绪、运行、阻塞等。任务堆栈指针保存任务的寄存器状态和局部变量。任务优先级定义了任务相对于其他任务的执行顺序。任务句柄唯一标识符用于从应用程序中引用任务。任务延时计数器用于定时阻塞任务。消息队列如果任务使用了队列则包含相关队列的信息。
功能
任务调度FreeRTOS 使用 TCB 中的状态信息来决定哪个任务应该获得 CPU 时间片。内存管理每个 TCB 都有自己的堆栈空间用于存储任务执行期间的临时数据。同步与通信通过 TCB任务可以访问和操作共享资源如信号量、队列等从而实现任务间的同步和通信。
ISR 和 TCB 的关系
尽管 ISR 和 TCB 分别代表了不同的概念但在实际应用中它们之间存在一定的交互 从中断上下文唤醒任务当 ISR 处理完中断后它可能会改变某个任务的状态例如通过信号量或队列。此时ISR 可以通知 FreeRTOS 内核有关任务状态的变化并可能触发一次上下文切换让被唤醒的任务立即开始执行。这种情况下ISR 会更新相关的 TCB特别是那些涉及任务状态转换的部分。 任务创建与删除虽然 ISR 不直接参与任务的创建或删除过程但它可以在运行时影响哪些任务处于活动状态。例如ISR 可能会向队列发送数据导致原本处于阻塞状态的任务变得可运行进而改变了这些任务对应的 TCB 状态。 上下文切换当 ISR 结束时如果检测到有更高优先级的任务被唤醒则会触发一次上下文切换。这意味着当前正在执行的任务会被挂起而新的最高优先级任务将接管 CPU。这一过程中FreeRTOS 内核会根据各个任务的 TCB 来确定下一个要执行的任务并相应地调整 CPU 上下文。
