皮皮网

1.keil AC6移植freeRTOS解决（100+）报错问题
2.在学习freertos之前，应学习哪些东西
3.FreeRTOSv202212.01移植到STM32
4.FreeRTOS移植过程-STM32基于STM32CubeMX环境
5.嵌入式实时操作系统RTOS市场和技术发展的源码变化
6.FreeRTOS源码探析之——消息队列

keil AC6移植freeRTOS解决（100+）报错问题

       在使用keil移植freeRTOS时，需注意ac5与ac6编译器差异导致移植port文件.c和.h时可能出现报错问题。下载移植过程遵循以下步骤：

       首先，源码下载freeRTOS源码，下载网络上教程丰富。源码

       其次，下载kd编辑源码在hal库或校准库下建立文件，源码接着移植源码，下载注意删除无用内容。源码

       然后，下载将移植的源码.c和.h文件在keil中关联起来，编译过程中会显示未使用功能的下载报错信息，需针对具体错误注释或删除相关代码。源码

       特别注意，下载在port.c文件中包含头文件（如f示例），源码之后编译时若发现函数重定义错误，应根据报错内容注释到相应的函数。

       对于stmf4xx_it.c文件，确保注释或删除PendSV_Handler、SysTick_Handler和SVC_Handler，避免此类函数的未定义导致的报错。

       解决报错的关键在于定义freeRTOS中未使用的钩子函数（vApplicationStackOverflowHook、vApplicationIdleHook、vApplicationTickHook 和 vApplicationMallocFailedHook），即使不实际使用，也需提供空定义以确保编译通过。

       具体实现方式是将空定义添加到项目源文件中，例如main.c文件。正确操作后，所有报错解决，移植freeRTOS至keil AC6过程完成。

在学习freertos之前，应学习哪些东西

       ã€€ã€€å­¦ä¹ FreeRTOS前的准备工作

       ã€€ã€€è¿™é‡Œåªè¦åšå¥½ä¸¤ç‚¹å°±å¯ä»¥äº†ã€‚

       ã€€ã€€1, 从官网下载最新的程序包

       ã€€ã€€2, 官网有FreeRTOS每个函数的API说明，已经相应API的例子，其实源码的.h文件里面也有大部分函数的使用例子

       ã€€ã€€ 教程计划

       ã€€ã€€1 先把自己做的这几个例子讲解一下，关键是分析一下源码，源码必须得分析，要不知其然不知其所以然。

       ã€€ã€€2 然后把官方的这几个例子讲解一下，说这几个例子的主要目的是充分学习官方是如何使用这个RTOS的，非常有参考价值。

       ã€€ã€€3 针对我们板子自己的外设，做一套完整的，基于FreeRTOS的底层驱动，让这些驱动能够更加有效的在FreeRTOS下面工作。

FreeRTOSv.移植到STM

       介绍

       将FreeRTOSv.移植到STMFC8T6单片机的过程概述。此版本为当前最新，适用于开发者进行系统级编程。ap部分源码

       硬件平台

       选用STMFC8T6作为移植目标，此型号单片机提供丰富的外设资源，适合各种嵌入式应用。

       软件架构与操作步骤

       1. 从freertos.org/zh-cn-cmn下载源代码。注意，V9.0以后版本由Amazon收购后开发，V9.0被认为较为稳定。本文档介绍的移植方法适用于最新版本，与旧版本相比，源代码变化不大，可进行对比学习。

       2. 解压源码并复制FreeRTOS目录内容至项目目录下。删除除Source文件夹外的所有文件，Source文件夹是核心模块，包含实际移植所需的文件。

       3. 进入Source文件夹，删除非源代码文件，保留include和portable目录，前者包括头文件，后者为接口文件。

       4. 进入Source下的portable文件夹，删除非必要的文件和文件夹（如RVDS和MemMang），仅保留与M3内核相关的ARM_CM3接口文件以及heap_4.c，其余可保留但暂不使用。

       5. 从FreeRTOSv.\FreeRTOS\Demo\CORTEX_STMF_Keil复制FreeRTOSConfig.h至include文件夹。此配置文件用于系统裁剪。

       6. 将保留的文件添加到工程中，并配置文件路径。确保编译无错误。

       创建任务的详细步骤

       在main.c文件中，创建任务。关注stmfx_it.h文件，增加xPortSysTickHandler外部声明，至尊pro源码并注释掉SVC_Handler和PendSV_Handler。SysTick_Handler作为定时器回调函数，用于调度处理。

       在FreeRTOSConfig.h中添加中断宏定义，由port.c中的汇编语言实现，用于任务启动和切换。设置INCLUDE_xTaskGetSchedulerState为1。

       在main.h中加入RTOS头文件，包含操作系统所需的所有调用文件。

       至此，重新编译即可运行程序。最后，确保工程总目录包含标准库stdlib（3.5.0版本），以支持完整的硬件抽象层。

FreeRTOS移植过程-STM基于STMCubeMX环境

       移植FreeRTOS到STM微控制器的过程相对直接，得益于FreeRTOS提供的示例和支持STM HAL库。以下是关键步骤的概述：

       首先，使用STMCubeMX创建新项目，配置好MCU系列、型号、时钟设置及所需外设。

       接着，集成FreeRTOS，STMCubeMX会帮助你添加必要的代码和配置文件。配置周期性中断，通常通过STM的硬件定时器来触发FreeRTOS调度。

       内存管理是关键，FreeRTOS提供了多种方案，需在`FreeRTOSConfig.h`中选择。调整任务堆栈大小和优先级，根据应用需求选择静态或动态分配方式。

       确保上下文切换和中断管理代码与STM系列兼容，可能涉及特定Cortex-M核心的mame源码讲解细节。同时，确认使用的编译器与FreeRTOS兼容。

       将FreeRTOS源代码添加到项目，编译并链接，可能需要修改`FreeRTOSConfig.h`以适应需求。通过调试器加载到设备，检查初始化和中断功能。

       运行基础示例任务如LED闪烁或串口通信，验证系统运行。进一步进行性能和稳定性测试，确保移植的稳定性和效率。

       移植过程可能因所选STM系列和开发环境的不同而有所差异。STMCubeMX和STMCubeIDE提供了FreeRTOS集成，简化配置步骤。在其他环境，可能需要更手动地进行配置。

嵌入式实时操作系统RTOS市场和技术发展的变化

       随着世纪年代的到来，RTOS在嵌入式系统设计中的主导地位日益稳固，众多工程师纷纷选择使用预置的RTOS，而非自建。技术发展方面，呈现了以下几个关键点：

       首先，为适应日益多样化的微处理器，RTOS的设计趋向于更加灵活和可移植。新的处理器技术推动了RTOS能在短时间内支持多种硬件平台，提升了其适用性。

       其次，开源趋势也影响到了RTOS市场。越来越多的RTOS供应商开始提供源代码，甚至包含生产版税，以满足开发者对于灵活性和降低成本的需求。

       在后PC时代，对实时性要求不高的工厂计件源码产品，如手持设备，开始广泛采用RTOS，如微软的WinCE、Plam OS和Java OS等，这些产品正是针对这些新兴应用场景进行的定制开发。

       对于电信设备和控制系统，高可靠性成为新要求。例如，瑞典Enea公司的OSE和WindRiver的Vxwork AE着重于支持高可用性和热切换功能，以满足此类应用的严格标准。

       然而，RTOS市场的格局并非一成不变。Windriver收购ISI后一度形成垄断，但其决定放弃PSOS，转而发展Vxwork与PSOS融合版本，这为其他RTOS供应商提供了新的竞争机会，使得用户有了更多选择。

       最后，嵌入式Linux在消费电子领域崭露头角，韩国和日本的企业已将其应用在手持设备上。这一趋势得到了Intel和Motorola等半导体厂商的大力支持与投资，显示出嵌入式Linux市场的强劲增长势头。

FreeRTOS源码探析之——消息队列

       消息队列是FreeRTOS中的一种关键数据结构，用于实现进程间通信。其运作机制首先由FreeRTOS分配内存空间给消息队列，并初始化为空，此时队列可用。任务或中断服务程序可以给消息队列发送消息，发送紧急消息时，消息将直接放置于队头，确保接收者能优先处理。这种机制保证了紧急消息的优先级。

       为了防止消息队列被并发读写时的混乱，FreeRTOS提供了阻塞机制，确保操作的进程能够顺利完成，不受其他进程干扰。接收消息时，若队列为空，进程可选择等待，直到消息到达。在发送消息时，只有队列允许入队时，发送才成功，避免了队列溢出。优先级较高的进程将优先访问消息队列，这通过任务优先级排序实现。

       消息队列控制块包含了队列的管理信息，如消息存储位置、头尾指针、消息大小和队列长度等。这些信息在创建队列时即被初始化，并且无法改变。每个消息队列与消息空间共享同一段连续内存，只有在队列被删除时，这段内存才会被释放。消息队列长度在创建时指定，决定了消息空间总数。

       FreeRTOS通过xQueueGenericCreate()函数创建消息队列，该函数首先分配内存，然后初始化队列。初始化过程涉及队列长度和消息大小等参数的设置，并通过xQueueGenericReset()函数进行队列复位。

       队列复位时，vListInitialise()函数构建了列表结构，这是消息队列内部的组织形式。列表结构体定义了节点类型，而vListInitialise函数初始化了列表，为消息队列的使用做好准备。

       发送消息时，xQueueSend()或其底层实现xQueueGenericSend()函数根据参数选择发送位置。默认情况下，消息会发送至队尾。接收消息则通过xQueueReceive()或xQueueGenericReceive()函数实现，参数通常包括队列句柄和接收的消息指针。

       消息队列的发送和接收过程中，若队列已满或为空，可能会触发任务切换，以避免阻塞进程。这种机制确保了消息队列在进程间通信中的高效和有序，是FreeRTOS系统中实现进程间协作的关键组件。

STM上的FreeRTOS实时操作系统

       FreeRTOS是一款在嵌入式系统中广泛使用的实时操作系统，而STM是一系列由STMicroelectronics开发的微控制器。

       在STM上使用FreeRTOS可以充分利用其多核处理能力，并实现多任务管理、任务调度等功能。下面将详细介绍如何在STM上使用FreeRTOS，并给出一些示例代码。

       首先，确保你已经具备以下硬件准备：

       - STM开发板

       - 串行调试接口（如ST-LINK）用于下载程序

       - 集成开发环境（IDE），如Keil MDK或STMCubeIDE

       - FreeRTOS源代码

       在创建一个新的FreeRTOS项目之前，需要对FreeRTOS进行配置。主要的配置包括选择所需的内核功能、任务数和任务堆栈大小等。这些配置的具体方法可以参考FreeRTOS的官方文档。

       在FreeRTOS中，任务是最基本的执行单元。以下是一个简单的示例，展示了如何创建两个任务并实现它们的简单调度。

       在FreeRTOS中，使用RTOS API可以进行任务的创建、删除、挂起和恢复等操作。以下是一些常用的API示例：

       在使用FreeRTOS时，需要进行硬件准备，配置FreeRTOS，创建任务，并使用RTOS API进行任务管理和通信操作。通过合理地调度任务、管理资源和进行任务间通信，可以实现复杂的嵌入式应用程序。

       FreeRTOS与STM的结合，使嵌入式系统的性能和稳定性得到显著提升，为开发人员提供了强大的工具来创建高效且可靠的多任务系统。

rtems开发环境搭建

       rtems是一款开放源码的实时操作系统（RTOS），特别适用于需要实时性的嵌入式系统。它支持多种处理器架构和文件系统，例如 ARM、PowerPC、Intel、SPARC、RISC-V、MIPS 等，且提供 POSIX 标准应用编程接口（API）。在太空飞行、医疗、网络等领域的应用中，rtems 已展现出其强大的潜力。

       该操作系统的一大特色是其广泛的兼容性，它支持 种处理器架构和约 种板级支持包（BSPs），为用户提供多种选择。rtems 还具备多核对称多处理（SMP）、动态加载、嵌入式 shell 等功能，进一步增强了其实时性和灵活性。rtems 的 TCP/IP 网络堆栈取自 FreeBSD，提供了强大的网络支持，还集成了 USB 功能，满足了多种应用需求。

       rtems 的构建工具非常专业，能够根据芯片平台定制出一系列工具，包括编译工具链和 newlib 库。用户可以使用官方的 Git 仓库获取最新源码，并通过配置文件自定义工具链，确保构建过程的高效性和稳定性。rtems 的构建流程全面，从源码下载到内核和应用的裁剪、编译，都能提供详细的指导和文档支持。

       在实际搭建过程中，使用的是 rtems-5. 版本。首先，下载对应的源码包，包括 rtems-source-builder、rtems 源码包以及用户手册。搭建过程主要参考用户手册进行，手册详细介绍了整个构建流程，是搭建环境的关键文档。

       搭建环境的宿主机是 macOS 系统，官方文档中提到 macOS 对 rtems 支持良好，无需担心兼容性问题。在用户目录下创建 rtems-workspace 文件夹，将源码包解压至此，再创建一个名为 rtems-5.1.0-rc1-tools 的目录存放自定义工具包。接下来，使用命令行定制编译工具，如选择 rtems-arm 工具集合。

       构建过程较为复杂，包含多步细节，用户可以通过查看生成的日志文件来跟踪构建过程。使用 gcc 版本 7.5.0 进行验证，结果显示编译过程顺利，最终生成的工具符合预期。

FreeRTOS递归互斥信号量

       递归互斥信号量是一种特殊的互斥信号量，不同于普通互斥信号量，已经获取递归互斥信号量的任务可以再次获取此信号量，即任务可以嵌套使用，次数不限。递归互斥信号量同样需解决优先级继承问题，获取的次数必须释放相同的次数，且不能在中断服务函数中使用。

       递归互斥信号量的实现通过宏调用xQueueCreateMutex()函数创建，此函数源码细节参考互斥信号量章节3.1的介绍。释放递归互斥信号量使用宏调用xSemaphoreGiveRecursive()函数，调用xQueueGiveMutexRecursive()完成释放过程。获取递归互斥信号量使用宏调用xSemaphoreTakeRecursive()函数，执行xQueueTakeMutexRecursive()实现获取。

       实例展示了递归互斥信号量的应用。通过STMCubeMX将FreeRTOS移植至工程，创建优先级高低不同的三个任务与一个递归互斥信号量。在MDK-ARM软件中编程，编译无误后下载至开发板，使用串口调试助手观察调试信息。

       如需获取FreeRTOS递归互斥信号量实例的完整工程源代码，请关注公众号并在公众号内发送指定消息。