FreeRTOS操作系統(tǒng)怎么配置

這篇“FreeRTOS操作系統(tǒng)怎么配置”文章的知識(shí)點(diǎn)大部分人都不太理解，所以小編給大家總結(jié)了以下內(nèi)容，內(nèi)容詳細(xì)，步驟清晰，具有一定的借鑒價(jià)值，希望大家閱讀完這篇文章能有所收獲，下面我們一起來看看這篇“FreeRTOS操作系統(tǒng)怎么配置”文章吧。

FreeRTOS 的系統(tǒng)配置文件為 FreeRTOSConfig.h，在此配置文件中可以完成 FreeRTOS 的裁剪和配置。

1. FreeRTOSConfig.h 文件

FreeRTOS 的配置基本是通過在 FreeRTOSConfig.h 中使用“#define”這樣的語句來定義宏定義實(shí)現(xiàn)的。在 FreeRTOS 的官方 demo 中，每個(gè)工程都有一個(gè) FreeRTOSConfig.h 文件，我們在使用的時(shí)候可以參考這個(gè)文件，甚至直接復(fù)制粘貼使用。

2.  “INCLUDE_” 開始的宏

使用“INCLUDE_”開頭的宏用來表示使能或除能 FreeRTOS 中相應(yīng)的 API 函數(shù)，作用就是用來配置 FreeRTOS 中的可選 API 函數(shù)的。比如當(dāng)宏 INCLUDE_vTaskPrioritySet 設(shè)置為 0 的時(shí)候表示不能使用函數(shù) vTaskPrioritySet()，當(dāng)設(shè)置為 1 的時(shí)候就表示可以使用函數(shù)vTaskPrioritySet()。這個(gè)功能其實(shí)就是條件編譯，條件編譯的好處就是節(jié)省空間，不需要的功能就不用編譯，這樣就可以根據(jù)實(shí)際需求來減少系統(tǒng)占用的 ROM 和 RAM 大小，根據(jù)自己所使用的 MCU 來調(diào)整系統(tǒng)消耗，降低成本。

3.“config”開始的宏

“config”開始的宏和“INCLUDE_”開始的宏一樣，都是用來完成 FreeRTOS 的配置和裁剪的。

想要充分理解FreeRTOSConfig.h文件中的宏定義，必須要對FreeRTOS的代碼有一定的了解，所以此處就不把宏定義一個(gè)一個(gè)列出來了，僅僅附上我自己用并注釋好的FreeRTOSConfig.h文件

#ifndef FREERTOS_CONFIG_H
#define FREERTOS_CONFIG_H
//針對不同的編譯器調(diào)用不同的stdint.h文件
//并確保stdint只被編譯器使用，不被匯編器使用
#if defined(__ICCARM__) || defined(__CC_ARM) || defined(__GNUC__)
#include <stdint.h>
extern uint32_t SystemCoreClock;
#endif
/***********************************************************************************************************************/
/*                                         FreeRTOS基礎(chǔ)配置配置選項(xiàng)                                                   */
/**********************************************************************************************************************/
//#define configOVERRIDE_DEFAULT_TICK_CONFIGURATION 1 //使用非systick中斷作為調(diào)度時(shí)鐘
#define configUSE_PREEMPTION                    1   //置1：RTOS使用搶占式調(diào)度器；置0：RTOS使用協(xié)作式調(diào)度器（時(shí)間片）
/* 注：
* 在多任務(wù)管理機(jī)制上，操作系統(tǒng)可以分為搶占式和協(xié)作式兩種。
* 搶占式：根據(jù)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，優(yōu)先級(jí)高的任務(wù)就緒后，獲取CPU的使用權(quán)。
* 協(xié)作式：任務(wù)主動(dòng)釋放CPU后，切換到下一個(gè)任務(wù)。
*/
#define configUSE_TIME_SLICING					1	//1：使能時(shí)間片調(diào)度(默認(rèn)是使能的)
/* 注：
* 為了實(shí)現(xiàn)時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度，系統(tǒng)把所有就緒進(jìn)程按先入先出的原則排成一個(gè)隊(duì)列。新來的進(jìn)程加到就緒隊(duì)列末尾。
* 每當(dāng)執(zhí)行進(jìn)程調(diào)度時(shí)，進(jìn)程調(diào)度程序總是選出就緒隊(duì)列的隊(duì)首進(jìn)程，讓它在CPU上運(yùn)行一個(gè)時(shí)間片的時(shí)間。
* 當(dāng)進(jìn)程用完分給它的時(shí)間片后，系統(tǒng)的計(jì)時(shí)器發(fā)出時(shí)鐘中斷，調(diào)度程序便停止該進(jìn)程的運(yùn)行，把它放入就緒隊(duì)列的末尾；
* 然后，把CPU分給就緒隊(duì)列的隊(duì)首進(jìn)程，同樣也讓它運(yùn)行一個(gè)時(shí)間片，如此往復(fù)。
*/
#define configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION 1   //1：使用特殊方法選擇下一個(gè)要執(zhí)行的任務(wù)（硬件支持）
/* 注：
* 某些運(yùn)行FreeRTOS的硬件有兩種方法選擇下一個(gè)要執(zhí)行的任務(wù)：通用方法和特定于硬件的方法（以下簡稱“特殊方法”）。
* 通用方法：
*      1.configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION 為 0 或者硬件不支持這種特殊方法。
*      2.可以用于所有FreeRTOS支持的硬件
*      3.完全用C實(shí)現(xiàn)，效率略低于特殊方法。
*      4.不強(qiáng)制要求限制最大可用優(yōu)先級(jí)數(shù)目
* 特殊方法：
*      1.必須將configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION設(shè)置為1。
*      2.依賴一個(gè)或多個(gè)特定架構(gòu)的匯編指令（一般是類似計(jì)算前導(dǎo)零[CLZ]指令）。
*      3.比通用方法更高效
*      4.一般強(qiáng)制限定最大可用優(yōu)先級(jí)數(shù)目為32
* 一般是硬件計(jì)算前導(dǎo)零指令，如果所使用的，MCU沒有這些硬件指令的話此宏應(yīng)該設(shè)置為0！
*/
#define configUSE_TICKLESS_IDLE                 0   //0：不啟用低功耗tickless模式
/* 注：
* 置1：使能低功耗tickless模式；置0：保持系統(tǒng)節(jié)拍（tick）中斷一直運(yùn)行
*
* 假設(shè)開啟低功耗的話可能會(huì)導(dǎo)致下載出現(xiàn)問題，因?yàn)槌绦蛟谒咧?可用以下辦法解決
* 下載方法：
*      1.將開發(fā)版正常連接好
*      2.按住復(fù)位按鍵，點(diǎn)擊下載瞬間松開復(fù)位按鍵
*
*      1.通過跳線帽將 BOOT 0 接高電平(3.3V)
*      2.重新上電，下載
*
* 			1.使用FlyMcu擦除一下芯片，然后進(jìn)行下載
*			STMISP -> 清除芯片(z)
*/
#define configUSE_QUEUE_SETS                     1  //1：啟用隊(duì)列集合
/* 注：
* 隊(duì)列集合：用于對多個(gè)隊(duì)列以及信號(hào)量進(jìn)行“監(jiān)聽”，
* 只要其中不管哪一個(gè)有消息到來，都可以讓任務(wù)退出阻塞狀態(tài)。
*/
#define configCPU_CLOCK_HZ                      (SystemCoreClock) //CPU頻率
/* 注：
* 寫入實(shí)際的CPU內(nèi)核時(shí)鐘頻率，也就是CPU指令執(zhí)行頻率，通常稱為Fclk
* Fclk為供給CPU內(nèi)核的時(shí)鐘信號(hào)，我們所說的cpu主頻為 XX MHz，
* 就是指的這個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，相應(yīng)的，1/Fclk即為cpu時(shí)鐘周期；
*/
#define configTICK_RATE_HZ                      (( TickType_t )1000) //時(shí)鐘節(jié)拍頻率1000HZ，周期就是1ms
/* 注：
* RTOS系統(tǒng)節(jié)拍中斷的頻率。
* 即一秒中斷的次數(shù)，每次中斷RTOS都會(huì)進(jìn)行任務(wù)調(diào)度
*/
#define configMAX_PRIORITIES                    (32)  //可使用的最大優(yōu)先級(jí)
/* 注：
* 設(shè)置任務(wù)優(yōu)先級(jí)時(shí)，數(shù)字越小，優(yōu)先級(jí)越高
*/
#define configMINIMAL_STACK_SIZE                ((unsigned short)128)   //空閑任務(wù)使用的堆棧大小
/* 注：
* 空閑任務(wù)就是CPU無事可做的時(shí)候，操作系統(tǒng)為了不讓CPU閑著，強(qiáng)行讓它做的一個(gè)任務(wù)
* 空閑任務(wù)是FreeRTOS不可缺少的任務(wù)，因?yàn)镕reeRTOS設(shè)計(jì)要求必須至少有一個(gè)任務(wù)處于運(yùn)行狀態(tài)。
*/
#define configMAX_TASK_NAME_LEN					(16)    //任務(wù)名字字符串的長度
#define configUSE_16_BIT_TICKS					0       //系統(tǒng)節(jié)拍計(jì)數(shù)器變量的數(shù)據(jù)類型，
//1表示為16位無符號(hào)整形，0表示為32位無符號(hào)整形
#define configIDLE_SHOULD_YIELD					1       //1：空閑任務(wù)放棄CPU使用權(quán)給其他同優(yōu)先級(jí)的用戶任務(wù)
#define configUSE_TASK_NOTIFICATIONS            1       //1：開啟任務(wù)通知功能，默認(rèn)開啟
#define configUSE_MUTEXES                       1       //1：使用互斥信號(hào)量
#define configQUEUE_REGISTRY_SIZE				8       //設(shè)置可以注冊的信號(hào)量和消息隊(duì)列個(gè)數(shù)
#define configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW			0       //不使用堆棧溢出檢測功能
/* 注：
* 大于0時(shí)啟用堆棧溢出檢測功能，如果使用此功能
* 用戶必須提供一個(gè)棧溢出鉤子函數(shù)，如果使用的話
* 此值可以為1或者2，因?yàn)橛袃煞N棧溢出檢測方法 */
#define configUSE_RECURSIVE_MUTEXES			    1       //1：使用遞歸互斥信號(hào)量
#define configUSE_COUNTING_SEMAPHORES		    1       //1：使用計(jì)數(shù)信號(hào)量
#define configUSE_APPLICATION_TASK_TAG		    0       //不可為任務(wù)分配標(biāo)簽（默認(rèn)不可）
/*****************************************************************
FreeRTOS與內(nèi)存申請有關(guān)配置選項(xiàng)
*****************************************************************/
#define configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION        1       //支持動(dòng)態(tài)內(nèi)存申請
#define configTOTAL_HEAP_SIZE					((size_t)(32*1024)) //系統(tǒng)所有總的堆大小
/***************************************************************
FreeRTOS與鉤子函數(shù)有關(guān)的配置選項(xiàng)
**************************************************************/
#define configUSE_IDLE_HOOK						0   //置1：使用空閑鉤子；置0：忽略空閑鉤子
/* 注：
* 空閑任務(wù)鉤子是一個(gè)函數(shù)，這個(gè)函數(shù)由用戶來實(shí)現(xiàn)，
* FreeRTOS規(guī)定了函數(shù)的名字和參數(shù)：void vApplicationIdleHook(void )，
* 這個(gè)函數(shù)在每個(gè)空閑任務(wù)周期都會(huì)被調(diào)用
* 對于已經(jīng)刪除的RTOS任務(wù)，空閑任務(wù)可以釋放分配給它們的堆棧內(nèi)存。
* 因此必須保證空閑任務(wù)可以被CPU執(zhí)行
* 使用空閑鉤子函數(shù)設(shè)置CPU進(jìn)入省電模式是很常見的
* 不可以調(diào)用 會(huì)引起空閑任務(wù)阻塞 的API函數(shù)
*/
#define configUSE_TICK_HOOK			            0   //置1：使用時(shí)間片鉤子；置0：忽略時(shí)間片鉤子
/* 注：
* 時(shí)間片鉤子是一個(gè)函數(shù)，這個(gè)函數(shù)由用戶來實(shí)現(xiàn)，
* FreeRTOS規(guī)定了函數(shù)的名字和參數(shù)：void vApplicationTickHook(void )
* 時(shí)間片中斷可以周期性的調(diào)用
* 函數(shù)必須非常短小，不能大量使用堆棧，
* 不能調(diào)用以”FromISR" 或 "FROM_ISR”結(jié)尾的API函數(shù)
*/
/*xTaskIncrementTick函數(shù)是在xPortSysTickHandler中斷函數(shù)中被調(diào)用的。因此，vApplicationTickHook()函數(shù)執(zhí)行的時(shí)間必須很短才行*/
//使用內(nèi)存申請失敗鉤子函數(shù)
#define configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK			0   //不使用內(nèi)存申請失敗鉤子函數(shù)
/********************************************************************
FreeRTOS與運(yùn)行時(shí)間和任務(wù)狀態(tài)收集有關(guān)的配置選項(xiàng)
**********************************************************************/
#define configGENERATE_RUN_TIME_STATS	        0  //不啟用運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)功能(一般調(diào)試的使用用)
#define configUSE_TRACE_FACILITY		        1  //啟用可視化跟蹤調(diào)試
#define configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS	1
/* 與宏configUSE_TRACE_FACILITY同時(shí)為1時(shí)會(huì)編譯下面3個(gè)函數(shù)
* prvWriteNameToBuffer()
* vTaskList(),
* vTaskGetRunTimeStats()
*/
/********************************************************************
FreeRTOS與協(xié)程有關(guān)的配置選項(xiàng)
*********************************************************************/
#define configUSE_CO_ROUTINES 	                0       //1：啟用協(xié)程，啟用協(xié)程以后必須添加文件croutine.c
#define configMAX_CO_ROUTINE_PRIORITIES         ( 2 )   //協(xié)程的有效優(yōu)先級(jí)數(shù)目
/***********************************************************************
FreeRTOS與軟件定時(shí)器有關(guān)的配置選項(xiàng)
**********************************************************************/
#define configUSE_TIMERS	                    1   //1：啟用軟件定時(shí)器
#define configTIMER_TASK_PRIORITY		        ( 2 )       //設(shè)置軟件定時(shí)器優(yōu)先級(jí)
#define configTIMER_QUEUE_LENGTH		        10          //軟件定時(shí)器隊(duì)列長度
#define configTIMER_TASK_STACK_DEPTH	        (configMINIMAL_STACK_SIZE*2)    //軟件定時(shí)器任務(wù)堆棧大小
/************************************************************
FreeRTOS可選函數(shù)配置選項(xiàng)
************************************************************/
#define INCLUDE_xTaskGetSchedulerState          1
#define INCLUDE_vTaskPrioritySet		        1
#define INCLUDE_uxTaskPriorityGet		        1
#define INCLUDE_vTaskDelete				        1
#define INCLUDE_vTaskCleanUpResources	        1
#define INCLUDE_vTaskSuspend			        1
#define INCLUDE_vTaskDelayUntil			        1
#define INCLUDE_vTaskDelay				        1
#define INCLUDE_eTaskGetState			        1
#define INCLUDE_xTimerPendFunctionCall	        1
#define INCLUDE_uxTaskGetStackHighWaterMark     1
#define INCLUDE_xTaskGetHandle                  1
/******************************************************************
FreeRTOS與中斷有關(guān)的配置選項(xiàng)
******************************************************************/
#ifdef __NVIC_PRIO_BITS
#define configPRIO_BITS       		__NVIC_PRIO_BITS
#else
#define configPRIO_BITS       		4
#endif
//由于STM32是4位的中斷優(yōu)先級(jí)控制，所以此處為4（不同的MCU不同）
#define configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY			15     //中斷最低優(yōu)先級(jí)
//4位優(yōu)先級(jí)全部分組給主優(yōu)先級(jí)，所以總共有16位優(yōu)先級(jí)配置：0-15--優(yōu)先級(jí)最低的為15
//不同的MCU不同
#define configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY 		( configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY << (8 - configPRIO_BITS) )	/* 240 */
//設(shè)置內(nèi)核中斷優(yōu)先級(jí)，這個(gè)宏是用來設(shè)置PendSV和滴答定時(shí)器的中斷優(yōu)先級(jí)的，port.c中使用到
//此處的左移四位的原因是：STM32采用的是從MSB開始的高四位作為優(yōu)先級(jí)配置
//其實(shí)這個(gè)宏定義可以簡化成：#define configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY 0xF0
#define configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY	5      //設(shè)置系統(tǒng)可管理的最大優(yōu)先級(jí)
//這個(gè)就是 BASEPRI 寄存器說的那個(gè)閾值優(yōu)先級(jí)，這里我設(shè)置為了 5。
//也就是高于 5 的優(yōu)先級(jí)(優(yōu)先級(jí)數(shù)小于 5)不歸 FreeRTOS 管理！
//這個(gè)是給人看的，下面一個(gè)宏是給系統(tǒng)看的
#define configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 	( configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY << (8 - configPRIO_BITS) )
//此處需要左移四位的原因：同上
//低于此優(yōu)先級(jí)的中斷可以安全的調(diào)用 FreeRTOS 的 API 函數(shù)，高于此優(yōu)先級(jí)的中斷 FreeRTOS 是不能禁止的，
//中斷服務(wù)函數(shù)也不能調(diào)用 FreeRTOS 的 API 函數(shù)！
//也就是：#define configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY  0x50
/*
*	以上配置的結(jié)果就是：
*	優(yōu)先級(jí)為0-4的中斷  不會(huì)被FreeRTOS禁止，不會(huì)因?yàn)閳?zhí)行FreeRTOS內(nèi)核而延時(shí)，中斷不可調(diào)用FreeRTOS的API函數(shù)
*	優(yōu)先級(jí)為5-15的中斷 能夠被FreeRTOS禁止，可以調(diào)用以 FromISR 結(jié)尾的FreeRTOS API函數(shù)，并且它們可以中斷嵌套
* 	所以：不掉用任何FreeRTOS API的中斷可以使用所有的中斷優(yōu)先級(jí)，并且它們可以中斷嵌套
*	那些對實(shí)時(shí)性要求嚴(yán)格的任務(wù)就可以使用0-4的優(yōu)先級(jí)，比如四軸飛行器中的壁障檢測
*/
/****************************************************************
FreeRTOS與中斷服務(wù)函數(shù)有關(guān)的配置選項(xiàng)
****************************************************************/
#define xPortPendSVHandler 	PendSV_Handler
#define vPortSVCHandler 	SVC_Handler
//#define xPortSysTickHandler SysTickHandler 自行在delay.c函數(shù)中實(shí)現(xiàn)
#endif /* FREERTOS_CONFIG_H */

以上就是關(guān)于“FreeRTOS操作系統(tǒng)怎么配置”這篇文章的內(nèi)容，相信大家都有了一定的了解，希望小編分享的內(nèi)容對大家有幫助，若想了解更多相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容，請關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。