关于FreeRTOS 在arduino环境下的应用

一、关于FreeRTOS

1、什么是FreeRTOS

FreeRTOS是运行在微控制器上的一种实时操作系统，可以有效的管理任务，合理的分配硬件资源。

举例来说，当我们在使用Windows或者Linux时，可以打开多个进程和应用程序，看起来是同时运行的。但是对于单核计算机来讲，一次只能执行一个进程。所以计算机其实是在多个任务间非常快速的进行切换，以致于使用者感觉好一切都是在同时运行。

而操作系统就是为我们提供了合理的任务调度程序机制，并且对这些任务所需要使用的资源进行管理，来满足每个线程都可以得到正确的执行，并且满足其的资源需求。

这里我们有了一个新的概念。任务调度机制，调度的机制先不看，先来看任务。

2、什么是任务

任务是实时操作系统的基本模块，它们在自己的上下文中执行(这部分概念，有需要可以参考我针对操作系统的一些文章)。

PS: 任务的切换涉及到上下文的切换，在我的操作系统专栏多线程部分略有涉及。

而调度机制，是负责决定CPU在某个时刻应该执行哪个任务。如果多个任务的并发执行，没有调度机制的话，会很糟糕很糟糕，这里有具体的示例。

3、建议

关于操作系统的知识，我会专门进行总结，有需求的可以学习一下，建议初学，可以从Arduino的FreeRTOS中先学习体会，然后再去系统的学习操作系统的概念。

二、创建FreeRTOS任务

我们先来看在Arduino中FreeRTOS的简单应用，本例中将先创建两个打印"hello world"消息的任务，然后将它们删除。

1、xTaskCreate任务创建函数

API参数

pvTaskCode
- 一个函数指针，用来传递负责任务实现的函数
pcName
- 任务的名称
usStackDepth
- 任务堆栈大小，以字节数表示，通常会使用一个足够大的数值
pvParameters
- 指针，指向任务函数所接收的参数，其类型必须为(void *)
uxPriority
- 任务的优先级
TaskHandle_t
- 返回一个句柄，用于以后函数调用时对任务的引用

#if( configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION == 1 )

	static inline IRAM_ATTR BaseType_t xTaskCreate(
			TaskFunction_t pvTaskCode,
			const char * const pcName,
			const uint32_t usStackDepth,
			void * const pvParameters,
			UBaseType_t uxPriority,
			TaskHandle_t * const pvCreatedTask)
	{
		return xTaskCreatePinnedToCore( pvTaskCode, pcName, usStackDepth, pvParameters, uxPriority, pvCreatedTask, tskNO_AFFINITY );
	}

#endif

2、setup函数和循环代码

串口设置

首先我们需要在Setup函数中，打开一个串行连接，用于输出测试程序的运行结果。

Serial.begin(115200);
delay(1000);

创建任务示例

#include<Arduino.h>

#include<FreeRTOS.h>

void taskOne( void * parameter )
{
  for( int i = 0;i<10;i++ ){
    Serial.println("Hello from task 1");
    delay(1000);
  }
  Serial.println("Ending task 1");
  vTaskDelete( NULL );
}

void taskTwo( void * parameter)
{
  for( int i = 0;i<10;i++ ){
    Serial.println("Hello from task 2");
    delay(1000);
  }
  Serial.println("Ending task 2");
  vTaskDelete( NULL );
}

void setup() {
  Serial.begin(112500);
  delay(1000);

  xTaskCreate(
    taskOne,          /* Task function. */
    "TaskOne",        /* String with name of task. */
    10000,            /* Stack size in bytes. */
    NULL,             /* Parameter passed as input of the task */
     1,                /* Priority of the task. */
    NULL);            /* Task handle. */

  xTaskCreate(
    taskTwo,          /* Task function. */
    "TaskTwo",        /* String with name of task. */
    10000,            /* Stack size in bytes. */
    NULL,             /* Parameter passed as input of the task */
    1,                /* Priority of the task. */
     NULL);            /* Task handle. */
}

void loop() {
  delay(1000);
}