作者:strongerHuang
微信公众号:strongerHuang 之前分享了《FreeRTOS V10.4.0更新了哪些功能?》,今天就来详细讲述其中的一个知识点:FreeRTOS的直接任务(消息)通知,这样做的目的就是减少RAM占用空间并加快执行速度。 一、写在前面 几乎所有RTOS操作系统都提供了队列和信号量的功能,对于大部分新手来说,使用队列和信号量是必备技能。 但是,在大多数情况下,他们都是使用“中介对象”进行通信,而并非“直接任务消息”通信。 通过“中介对象”进行通信,每一组队列或信号量都会分配一段内存(消息缓冲区和流缓冲区)。就存在一个问题,如果队列或信号量比较多,势必造成更大的内存开支。 但是,如果通过本文说的“直接消息”通信,会节约很多内存。 大多数任务间通信方法都通过中介对象,例如队列,信号量或事件组。发送任务写入通信对象,接收任务从通信对象读取。比如FreeRTOS的队列通信,首先创建队列之前要定义一个队列:QueueHandle_t xQueue;
xQueue = xQueueCreate(10, sizeof( /* 长度 */ ) );
![](http://image109.360doc.com/DownloadImg/2020/10/0902/204079912_2_20201009021523943)
大家可以算一下这个“中介对象”会占用多少RAM空间? 通过一个代码示意图理解中介对象通信:
![](http://image109.360doc.com/DownloadImg/2020/10/0902/204079912_3_20201009021524147) 当使用直接任务通知时,顾名思义,发送任务将通知直接发送给接收任务,而无需中介对象。![](http://image109.360doc.com/DownloadImg/2020/10/0902/204079912_4_20201009021524318)
从FreeRTOS V10.4.0开始,每个任务都有一系列通知。每个通知都包含一个32位值和一个布尔状态,它们一起仅消耗5个字节的RAM。 就像任务可以阻止二进制信号量等待该信号量变为“可用”一样,任务可以阻止通知以等待该通知的状态变为“待处理”。同样,就像任务可以阻止计数信号量以等待该信号量的计数变为非零一样,任务可以阻止通知以等待该通知的值变为非零。下面的第一个示例演示了这种情况。 通知不仅可以传达事件,还可以通过多种方式传达数据。 通过对比FreeRTOS V10.4.0和之前版本,你会发现V10.4.0多了一些API,比如ulTaskNotifyTake / ulTaskNotifyTakeIndexed:![](http://image109.360doc.com/DownloadImg/2020/10/0902/204079912_5_20201009021524475) 在官网也有针对这些API的详细介绍和说明,以及应用代码例子:
![](http://image109.360doc.com/DownloadImg/2020/10/0902/204079912_6_20201009021524647)
https://www./RTOS-task-notification-API.html 任务通知的灵活性使它们可以在需要创建单独的队列、 二进制信号量、 数信号量或事件组的情况下使用。与使用中介对象(例如信号量)来取消阻止任务相比,使用直接通知取消阻止RTOS任务的速度快了45%(来自官方数据),并且使用的RAM更少。使用方法其实很简单,只要你会使用RTOS的队列、信号量,基本看一眼官方例子就能使用。/* main() 创建的两个任务的原型 */ static void prvTask1( void *pvParameters ); static void prvTask2( void *pvParameters );
/* 处理由main() 创建的任务的句柄 */ static TaskHandle_t xTask1 = NULL, xTask2 = NULL;
/* 创建两个任务,来回发送通知,然后启动RTOS调度程序 */ void main( void ) { xTaskCreate( prvTask1, “Task1”, 200, NULL, tskIDLE_PRIORITY, &xTask1 ); xTaskCreate( prvTask2, “Task2”, 200, NULL, tskIDLE_PRIORITY, &xTask2 ); vTaskStartScheduler(); } /*———————————————————–*/
/* prvTask1() 使用API的“索引”版本 */ static void prvTask1( void *pvParameters ) { for( ;; ) { /* 发送通知到prvTask2() ,使其脱离“已阻止”状态。*/ xTaskNotifyGiveIndexed( xTask2, 0 );
/* 阻止等待prvTask2() 通知此任务 */ ulTaskNotifyTakeIndexed( 0, pdTRUE, portMAX_DELAY ); } } /*———————————————————–*/
/* prvTask2()使用API的原始版本(不带“索引”) */ static void prvTask2( void *pvParameters ) { for( ;; ) { /* 等待prvTask1()通知此任务 */ ulTaskNotifyTake( pdTRUE, portMAX_DELAY );
/* 向prvTask1()发送通知,使它退出“已阻止”状态 */ xTaskNotifyGive( xTask1 ); } }
https://www./2020/09/decrease-ram-footprint-and-accelerate-execution-with-freertos-notifications.html
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