基于STM32应用的FreeRTOS中断设置

分享到:

一、FreeRTOS中断设置介绍

FreeRTOSConfig.h中定义了两个宏,分别是:

  • configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY
  • configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY
  •        ​configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY用来设置RTOS内核自己的中断优先级。因为RTOS内核中断不允许抢占用户使用的中断,因此这个宏一般定义为硬件最低优先级。
  •        configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY用来设置可以在中断服务程序中安全调用FreeRTOS API函数的最高中断优先级。优先级小于等于这个宏所代表的优先级时,程序可以在中断服务程序中安全的调用FreeRTOS API函数;如果优先级大于这个宏所代表的优先级,表示FreeRTOS无法禁止这个中断,在这个中断服务程序中绝不可以调用任何API函数。

       也就是说​RTOS中断嵌套方案将可用的中断优先级分成2组:会被RTOS临界区覆盖的和永远不会被覆盖的所以这些是一直被使能的。configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY设置值是这两组的边界值。

11

二、STM32中的优先级设置

       ​传统的是中断优先级数值越大代表的优先级级别越高,而Cortex-M中断优先级数值越大代表的优先级反而越小。例如,一个被分配为数值2的中断优先级大于一个被分配为数值5的中断优先级。换句话说,优先级2大于优先级5,即使2小于5。更助于理解清晰的表述是:优先级2的中断可以打断优先级为5的中断;但优先级为5的中断不能打断2的。所以,在STM32中任何使用RTOS API 的中断服务程序都必须在数值上等于或大于configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY的设置值。这确保了中断的逻辑优先级等于或小于configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY设置。

​        FreeRTOSConifg.h 文件中的configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 和configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY需要设置数值因为ARM Cortex-M核本身需要他们—已经被转移到寄存器最高有效位了。这就是为什么在FreeRTOS的例程的FreeRTOSConfig.h文件configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY应该被设置为最低优先级别255(对应优先级为15)。数值被这样规定有一下几个原因:RTOS内核直接访问(不通过任何第三方库函数)ARM Cortex-M3外设硬件,RTOS 内核比大多数库函数实现早,并且这种方式已经在第一代市场上出现的ARM Cortex-M3库文件中。RTOS内核使用ARM Cortex-M核的BASEPRI寄存器实现临界区。这使RTOS内核屏蔽一部分中断所以提供了一个可变的中断嵌套模型。BASEPRI是一个bit屏蔽罩,设置BASEPRI一个数值将屏蔽所有逻辑上低于该数值优先级的中断,所以用该寄存器不可能屏蔽优先级为0的中断。

       在STM32使用中由于中断优先级的设置采用的是库函数,因此要请保证所有的优先级设置为可抢占优先级,具体实现方式是在RTOS启动前调用函数:NVIC_PriorityGroupConfig( NVIC_PriorityGroup_4 );​

       Cortex-M内核的中断优先级寄存器是以最高位(MSB)对齐的。​STM32使用了优先级寄存器中的4位,则这3个位位于中断优先级寄存器的bit 4、bit5、bit6、bit7位。剩余的bit0~bit3可以设置成任何值,但为了兼容,最好将他们设置成1.下图展示了优先级数值11(二进制1011 1111)是怎样存储在优先级寄存器中的。下图也展示了为什么数值11可看成数值191。

12
13

如上图所示,在STM32中使用FreeRTOS时,系统默认:

//This is the raw value as per the Cortex-M3 NVIC.  Values can be 255
(lowest) to 0 (1?) (highest).
#define configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY 255(0xFF也即是优先级15)​
//!!!! configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY must not be set to zero !!!!
See https://www.FreeRTOS.org/RTOS-Cortex-M3-M4.html.
#define configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 191 (0xBF也即优先级11)

故在中断优先级为0~10的中断,均不会被内核延迟,并且可嵌套但不能调用API函数。在11~15之间的中断可以调用以​FromISR结尾的API函数。

STM32单片机中文官网
意法半导体/ST/STM

继续阅读
意法半导体推出48引脚封装 扩大市面上唯一支持LoRa®的STM32WL系统芯片的选择范围

中国,2020年8月28日——意法半导体为其获奖产品STM32WLE5 *无线系统芯片(SoC)的产品组合新增一款QFN48封装,将该产品的诸多集成功能、能效性和多调制的灵活性赋能到多种工业无线应用上。

意法半导体发布STM32状态监测功能包,通过Cartesiam工具简化机器学习过程

中国,2020年7月29日——意法半导体发布一款免费的STM32软件功能包,让用户可以用微控制器探索套件快速创建、训练、部署工业状态监测智能边缘设备。

意法半导体为STM32Cube®生态系统增添新功能,提高软件开发效率

中国,2020年7月28日——意法半导体STM32Cube®软件开发生态系统发布软件更新,让用户更轻松地筛选软件示例,搜集和使用开发工具,自定义、使用和分享STM32Cube扩展软件包。

意法半导体通过两项并购,进一步增强STM32微控制器的无线连接功能

中国, 2020年7月20 日 – 横跨多重电子应用领域的全球领先的半导体供应商意法半导体,于日前宣布签署两项并购协议,收购超宽带技术专业设计公司BeSpoon的全部股本和Riot Micro公司的蜂窝物联网连接资产。在两项交易走完正常监管审批手续成交后,意法半导体将进一步提升其在无线连接技术方面的服务,特别是完善STM32微控制器和安全微控制器的产品规划。

让汽车ECU开发事半功倍,ST AutoDevKit工具包长啥样?

STM32 是工业和消费市场上非常成功的微控制器解决方案,SPC5 系列汽车微控制器也许大家还不大熟悉,不过在 AutoDevKit 生态匹配搭建的强大加持下,站在使用者的角度来看待问题,解决对方行业痛点,未来的 SPC5 也许可以成为汽车电子界的 STM32 也是很有可能的。