RTOS培训

任务

四种状态的转换

在实时操作系统（RTOS）中，任务通常会在以下四种状态之间相互转换：就绪态（Ready）、运行态（Running）、阻塞态（Blocked）和挂起态（Suspended）。这些状态转换的过程可以用以下图示和解释来表示：

1. 就绪态（Ready）：任务准备好可以执行，但是目前没有获得CPU时间片。
2. 运行态（Running）：任务正在执行，正在使用CPU。
3. 阻塞态（Blocked）：任务在等待某个事件（如I/O操作完成、信号量可用等）。
4. 挂起态（Suspended）：任务被挂起，不会被调度执行，通常是因为系统管理原因或用户请求。

状态转换图示：

  +-----------+           +----------+           +-----------+
  |           |           |          |           |           |
  |   Ready   +---------->+ Running  +---------->+  Blocked  |
  |           |           |          |           |           |
  +-----------+           +----+-----+           +-----+-----+
       ^                       |                        |
       |                       |                        |
       |                       v                        v
       +-------------------+ 任务切换                事件触发
       ^                       |                        |
       |                       |                        |
  +-----------+           +----+-----+           +-----+-----+
  |           |           |          |           |           |
  | Suspended +<----------+ Running  |<----------+  Blocked  |
  |           |           |          |           |           |
  +-----------+           +----------+           +-----------+

状态转换解释：

1. 就绪态 → 运行态：当调度器选择某个就绪态的任务并分配CPU时间片时，该任务从就绪态转换到运行态。

2. 运行态 → 就绪态：当任务运行时间片耗尽或被抢占时，该任务从运行态转换到就绪态。

3. 运行态 → 阻塞态：当任务等待某个事件（如等待信号量、消息队列或I/O操作等）时，该任务从运行态转换到阻塞态。

4. 阻塞态 → 就绪态：当任务等待的事件发生（如信号量可用、消息到达或I/O操作完成等）时，该任务从阻塞态转换到就绪态。

5. 运行态 → 挂起态：当任务被挂起（通常是由系统或用户请求）时，该任务从运行态转换到挂起态。

6. 挂起态 → 就绪态：当任务被恢复（解除挂起）时，该任务从挂起态转换到就绪态。

7. 阻塞态 → 挂起态：当一个阻塞的任务被挂起时，它会从阻塞态转换到挂起态。

8. 挂起态 → 阻塞态：当一个挂起的任务被恢复时，如果它仍在等待事件，它会从挂起态转换到阻塞态。

挂起和阻塞态必须先进入就绪态才能进入运行态

优先级

1. 数值越小优先级越低，在 FreeRTOSConfig.h 中将 configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION 设置为 1，则 configMAX_PRIORITIES 不得大于 32。一般最大数值按照需要进行配置， RAM 使用效率的原因，应保持在 实际需要的最小值。

2. 对同等优先级的任务执行时间片轮询调度

3. 配置抢占式优先级，则高优先级直接抢占cpu。若未配置抢占式优先级，则高优先级必须等待低优先级主动释放cpu。

任务启动到调用到终止的过程描述

在实时操作系统（RTOS）中，任务的生命周期从创建、启动、运行、等待、被中断、恢复到最终终止，是一个复杂且系统化的过程。以下是任务从启动到终止的典型过程描述：

1. 任务创建（Task Creation） 任务在系统启动之前或在运行时动态创建。RTOS提供API来创建任务。

2. 任务就绪（Task Ready） 任务创建后，进入就绪状态，等待调度器将其切换到运行状态。就绪状态的任务已经准备好执行，但由于CPU正在处理其他任务，它们暂时被挂起。

3. 任务调度（Task Scheduling） RTOS调度器决定哪个任务在特定时间运行。调度器通常基于任务优先级、时间片轮转或其他调度算法。

4. 任务运行（Task Running） 调度器将CPU控制权转移给任务，任务进入运行状态。任务的代码开始执行。

5. 任务等待（Task Waiting/Blocked） 任务可能需要等待某些事件（如信号、消息、时间到期）才能继续执行。在等待这些事件时，任务进入等待（阻塞）状态。

6. 任务恢复（Task Resumed） 当任务等待的事件发生后（如信号量被释放、消息队列中有新消息、延时到期），任务从等待状态恢复到就绪状态，等待调度器再次调度。

7. 任务中断（Task Interrupted） 任务在运行时可能会被高优先级任务或中断服务程序（ISR）中断。中断后，RTOS保存当前任务的上下文，并切换到高优先级任务或处理中断。

8. 任务终止（Task Termination） 任务可以主动终止，也可以被其他任务终止。任务终止后，RTOS释放其占用的资源，如堆栈和任务控制块（TCB）。

软件定时器

带ISR的函数是