当前位置：首页 > news >正文

FreeRTOS中断与任务之间同步（Error:..\..\FreeRTOS\portable\RVDS\ARM_CM4F\port.c,422 ）

news 2025/9/1 17:31:38

前言：

FreeRTOS中，中断需要注意几点：

何时使用中断；中断服务函数（ISR）要处理的数据量有多大，通常我们希望中断的切换越快越好，也就是说，ISR尽量采用耗时较少的处理方式；那该如何操作呢？

一、延迟中断概念

所以为了中断服务函数应该尽量断，因此这里才用中断的前部和中断的后部来处理；

前部：负责处理不耗时的操作，比如任务的同步，发送信号量去通知任务；
后部：负责处理耗时的操作，这时候，中断已经恢复现场，实际执行可以视为软中断，即在一个Task任务中执行；

上述的方式也可以称之为延迟中断处理

思路是：

1）首先创建一个二值信号量去同步任务

2）进入中断发送信号量，让任务解除阻塞，这样在中断服务函数运行完就可以立即执行同步任务。

原理：

1)中断处理可以说是被推迟(deferred)到一个处理(handler)任务中；
2)如果某个中断处理要求特别紧急，其延迟处理任务的优先级可以设为最高，以保证延迟处理任务随时都抢占系统中的其它任务。
3)延迟处理任务就成为其对应的 ISR退出后第一个执行的任务，在时间上紧接着 ISR 执行，相当于所有的处理都在 ISR 中完成一样。

二、中断安全的API

通常需要在中断服务函数(ISR)中调用FreeRTOS的API函数，但许多的API在ISR中是不安全的，其中一些API会将调用的任务转换到阻塞态，如果在ISR中调用了这类API则会出现很多问题。FreeRTOS通过提供两个版本的API来解决这个问题，一个版本供任务调用，一个版本供ISR调用，用于ISR版本的API其函数名都带有"FromISR"后缀。

1）那么我同步的信号量的函数为：

xSemaphoreGiveFromISR( PHY_RX_xSemaphore, &xHigherPriorityTaskWoken);

PHY_RX_xSemaphore：定义的二值信号量

2)在中断内不会自动切换到高优先级的任务，需要应用程序设置变量以通知调度器执行上下文切换。中断安全版的API(以“FromISR”结尾的函数) 具有一个名为pxHigherPriorityTaskWoken的指针如果应该执行上下文切换，则中断安全版API函数将(*pxHigherPriorityTaskWoken)设置为pdTRUE，因此，pxHigherPriorityTaskWoken指向的变量必须在第一次使用前初始化为pdFALSE。

初始化：BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;

API函数只能将(*pxHigherPriorityTaskWoken)设置为pdTRUE，如果ISR调用多个API函数，则可以给每个API传入一个pxHigherPriorityTaskWoken指向的变量，但必须在第一次使用前初始化为pdFALSE。
pxHigherPriorityTaskWoken参数是可选的。如果不需要，将pxHigherPriorityTaskWoken设置为NULL即可。

3）请求上下文切换的宏

taskYIELD() 是一个可以在任务中调用以请求上下文切换的宏。

portYIELD_FROM_ISR() 和portEND_SWITCHING_ISR() 以相同的方式使用，并执行相同的操作。一些FreeRTOS移植仅提供两个宏中的一个。较新的FreeRTOS移植提供两种宏。本文将使用portYIELD_FROM_ISR()宏。

那么这个宏的作用就是：portYIELD_FROM_ISR()来执行上下文的切换，前提得根据xHigherPriorityTaskWoken；当xHigherPriorityTaskWoken为pdFALSE，

调用portYIELD_FROM_ISR()将不会发生上下文切换,否则就会发生上下文切换

三、实际应用

下面是我以太网中断应用：

void ETH_IRQHandler(void)//以太网中断
{
  BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;
  xSemaphoreGiveFromISR( PHY_RX_xSemaphore, &xHigherPriorityTaskWoken);
ETH_DMAClearITPendingBit(ETH_DMA_INT_R);
ETH_DMAClearITPendingBit(ETH_DMA_INT_NIS);
portYIELD_FROM_ISR(xHigherPriorityTaskWoken);
}

/* 定义一个信号量用于PHY接受数据同步 */
SemaphoreHandle_t PHY_RX_xSemaphore;

void NETWORK_Task(void *pvParameters)
{
          for(;;)
          {
                  if(xSemaphoreTake(PHY_RX_xSemaphore,portMAX_DELAY) == pdTRUE)
                  {
          //执行函数
                    }
          }
}