freeRTOS中文實用教程3--中斷管理之延遲中斷處理

1.前言

嵌入式實時操作系統需要對整個系統環境產生的事件作出響應。可以采用中斷方式也可以采用輪詢方式來進行處理。如果采用中斷方式，則希望ISR（中斷服務例程）的處理時間越短越好。

注：必須說明的是，只有以”FromISR”或”FROM_ISR”結束的API 函數或宏才可以在中斷服務例程中。

2. 延遲中斷處理

圖 利用二值信號量實現中斷與任務同步

 

• 延遲中斷的實現

（1）通過在中斷處理中增加二值信號量，中斷發生時解除任務的阻塞狀態，讓任務得以執行，相當於讓任務與中斷同步；

（2）這樣中斷處理例程中就可以做少量的事情，大量的工作放到同步任務中完成；

（3）將工作量大的事情交給解除阻塞的同步任務來執行，從這個角度上看，中斷處理被延遲了，所以稱為延遲中斷處理。

注：二值信號量可以理解成一個深度為1的隊列。

• 延遲中斷同步任務優先級

（1）如果中斷處理特別緊急，可以將中斷退出后的同步任務優先級設為最高，保證中斷延遲處理任務隨時可以中斷其它任務；

（2）由於中斷同步任務緊跟中斷處理函數執行，相當於所有的處理都在ISR中完成一樣

 注：中斷延遲是ISR give信號量，任務take信號量，且再也不用give，這種用法很類似於隊列的用法，與其它的任務同步方法有所區別

3. 相關處理流程舉例

• 處理流程介紹

（1）handler任務具有比periodic任務高的優先級，handler任務中等待信號量，在periodic任務中觸發中斷；

（2）中斷處理函數中執行give操作后，並通過一次顯示的任務調度保證切換到handler任務處理；

（3）handler任務獲取信號量后繼續執行，之后將執行periodic任務

• 上例中二值信號量的流程

1. 中斷產生。
2. 中斷服務例程啟動，給出信號量以使延遲處理任務解除阻塞。
3. 當中斷服務例程退出時，延遲處理任務得到執行。延遲處理任務做的第一件事便是
獲取信號量。
4. 延遲處理任務完成中斷事件處理后，試圖再次獲取信號量——如果此時信號量無效，
任務將切入阻塞待等待事件發生。

4.相關的API處理

API	說明	參數及返回值
vSemaphoreCreateBinary	創建二值信號量	xSemaphore 創建的信號量
xSemaphoreTake	獲取(Obtain)”或”接收(Receive)”信號量。只有當信 號量有效的時候才可以被獲取。在經典信號量術中，SemaphoreTake()等同於一次P()操作。不能在中斷服務例程中調用	xSemaphore 獲取得到的信號量 xTicksToWait 阻塞超時時間。如果把xTicksToWait 設置為portMAX_DELAY ， 並且在 FreeRTOSConig.h 中設定INCLUDE_vTaskSuspend 為1，那么阻塞等待將沒有超時限制。
xSemaphoreGiveFromISR	是xSemaphoreGive()的特殊形式，專門用於中斷服務例程中	xSemaphore 給出的信號量 pxHigherPriorityTaskWoken 對某個信號量而言，可能有不止一個任務處於阻塞態在等待其有效。調用xSemaphoreGiveFromISR()會讓信 號量變為有效，所以會讓其中一個等待任務切出阻塞態。如果調用SemaphoreGiveFromISR()使得一個任務解除阻塞，並且這個任務的優先級高於當前任務(也就是被中斷的任務)，那么SemaphoreGiveFromISR()會在函數內部將*pxHigherPriorityTaskWoken 設為 pdTRUE。如果xSemaphoreGiveFromISR() 將此值設為pdTRUE，則在中斷退出前應當進行一次上下文切換。 這樣才能保證中斷直接返回到就緒態任務中優先級最高的任務中（否則會切換到被中斷的任務）。