嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)中的上下文切換是指保存和恢復(fù)任務(wù)的狀態(tài),以使調(diào)度程序能夠切換到另一個(gè)任務(wù),從而促進(jìn)多任務(wù)處理。
目的:
通過(guò)在任務(wù)之間高效切換來(lái)啟動(dòng)多任務(wù)處理,提供并發(fā)執(zhí)行。
任務(wù)狀態(tài)組件:
程序計(jì)數(shù)器(PC)、寄存器、堆棧指針(SP)、狀態(tài)寄存器/標(biāo)志。
上下文切換中的步驟:
保存當(dāng)前任務(wù)狀態(tài)
更新任務(wù)控制塊(TCB)
選擇下一個(gè)任務(wù)
恢復(fù)下一個(gè)任務(wù)的狀態(tài)
上下文切換的開(kāi)銷:
時(shí)間和資源的開(kāi)銷
RTOS旨在最大限度地減少實(shí)時(shí)響應(yīng)的開(kāi)銷
搶占:
搶占允許中斷更高優(yōu)先級(jí)任務(wù)的任務(wù)
自愿或非自愿的搶占
頻率和影響:
頻繁使用多任務(wù)系統(tǒng)
影響取決于RTOS和調(diào)度器的效率
實(shí)時(shí)性的考慮:
滿足截止日期的確定性時(shí)間
解決優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)
示例場(chǎng)景:
傳感器讀取任務(wù)切換出去,以允許嵌入式系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理任務(wù)。
ISR中的上下文切換:
上下文開(kāi)關(guān)可能發(fā)生在ISR中,需要特殊處理以保持系統(tǒng)的穩(wěn)定。
// LED切換的任務(wù)功能
void vLEDTask(void *pvParameters) {
while (1) {
// Toggle LED state
// Example: Toggle STM32 LED connected to GPIO_PIN_13
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_13);
// Delay for 500 ms
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));
}
}
// Task function for UART communication
void vUARTTask(void *pvParameters) {
while (1) {
// Implement UART communication task
// Delay for 1000 ms
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
}
}
int main(void) {
// STM32 HAL initialization
// Create an LED task
xTaskCreate(vLEDTask, "LED Task", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, tskIDLE_PRIORITY + 1, NULL);
// Create a UART task
xTaskCreate(vUARTTask, "UART Task", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, tskIDLE_PRIORITY + 1, NULL);
// Start FreeRTOS scheduler
vTaskStartScheduler();
// Should not reach here
while (1) {
}
}
這個(gè)例子演示了一個(gè)簡(jiǎn)單的基于FreeRTOS的STM32項(xiàng)目,有兩個(gè)任務(wù):一個(gè)是切換LED,另一個(gè)是處理UART通信。這些任務(wù)通過(guò)上下文切換同時(shí)運(yùn)行,展示了嵌入式系統(tǒng)中多任務(wù)處理的基礎(chǔ)知識(shí)。任務(wù)的實(shí)際實(shí)施取決于具體的應(yīng)用要求。
-
嵌入式
+關(guān)注
關(guān)注
5141文章
19544瀏覽量
315214 -
操作系統(tǒng)
+關(guān)注
關(guān)注
37文章
7097瀏覽量
124988
原文標(biāo)題:FreeRTOS系列技術(shù)文章:上下文切換
文章出處:【微信號(hào):麥克泰技術(shù),微信公眾號(hào):麥克泰技術(shù)】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。
發(fā)布評(píng)論請(qǐng)先 登錄
編寫一個(gè)任務(wù)調(diào)度程序,在上下文切換后遇到了一些問(wèn)題求解
關(guān)于進(jìn)程上下文、中斷上下文及原子上下文的一些概念理解
BT堆棧上下文切換
多線程如何實(shí)現(xiàn)上下文切換
上下文切換簡(jiǎn)介
上下文切換的情況發(fā)生
ucos上下文該怎么切換?
基于cortex-m3的rt-thread系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)線程上下文切換呢
Cortex-M4在線程上下文切換中的優(yōu)化
討論ARM mbed OS(RTX) 的上下文切換
rt-thread上下文切換函數(shù)的意義在哪?
中斷中的上下文切換詳解
CPU上下文切換的詳細(xì)資料講解

如何分析Linux CPU上下文切換問(wèn)題
Linux技術(shù):什么是cpu上下文切換

評(píng)論