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cosyos/说明文档/零中断延迟原理.md
2024-01-02 17:52:24 +00:00

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### 什么是零中断延迟
零中断延迟并非是中断的响应时间为零而是指当引入了RTOS以后中断的响应时间仍然能够达到MCU内核特性的响应时间即只要中断发生就能按中断优先级立即抢占绝不延误。也就是说中断响应时间不受RTOS影响与裸机编程是一样的。
### CosyOS-实时运行模型
* **中断层** 【用户中断按中断优先级实时抢占、零中断延迟】
* **用户中断** <br>
**->** 中断本地服务的执行<br>
**->** 中断挂起服务的装载<br>
* **服务层** 【内核服务】
* **SysTick** [minpri]<br>
**->** 软件RTC/定时器计数<br>
**->** 恢复定时任务<br>
**->** 调用定时钩子/滴答钩子(滴答服务的执行)<br>
* **PendSV** [minpri]<br>
**->** 中断挂起服务的执行<br>
**->** 任务调度/切换<br>
* **任务临界区** [关闭SysTick/PendSV]<br>
**->** 任务服务的执行<br>
* **任务层** 【不同优先级的任务抢占式调度,相同优先级的任务时间片轮转调度】
* Taskmgr[maxpri]
* Debugger[maxpri]
* Starter[maxpri-1]
* 一般用户任务[maxpri-1 ~ minpri+1:1]
* 用户空闲任务[minpri:0]
* 系统空闲任务[minpri:0]
### 零中断延迟基本原理
* 服务层中SysTick、PendSV、任务临界区三者间是互斥访问的。换言之整个服务层是一个大临界区。
* 所有内核服务(中断本地服务除外),均在服务层(临界区)执行,从而保证服务的“操作流”不会被打断。
* 中断本地服务采用互斥访问机制。
#### 服务详解
* **任务服务**,是指在任务中调用的服务,并在任务临界区中执行。<br>
* **滴答服务**,是指在滴答中调用的服务,并在 SysTick 中执行。用户可在滴答钩子、定时中断钩子、定时查询钩子中调用滴答服务。<br>
* **中断服务**,是指在中断中调用的服务,分为中断本地服务和中断挂起服务。<br>
* **中断本地服务**,是指在中断中调用并直接执行的服务,需要互斥访问机制相配合。<br>
* **中断挂起服务**,是指在中断中调用的服务不在本地直接执行,而是把服务的相关信息存入局部的结构体中,<br>
再把结构体指针存入中断挂起服务缓存再触发PendSV而后在PendSV中执行。<br>
#### 互斥访问机制
* 用户中断中读全局变量<br>
重入访问:如果变量正在被写入,仍可成功读取变量。<br>
首先,用户需定义全局变量的副本,并按照指定方式来更新副本。<br>
中断中读全局变量时需调用“iWhichGVarToRead”来询问“应该读哪一个全局变量”返回0读正本返回1读副本。<br>
* 用户中断中接收邮件<br>
重入访问:如果邮箱正在被写入,仍可成功接收邮件(将读取写入过程所读取的局部邮箱)。<br>
互斥访问如果邮箱正在被写入将返回失败false。<br>
* 用户中断中接收消息<br>
互斥访问如果队列正在被访问将返回失败NULL。<br>
### 中断挂起服务缓存队列
CosyOS-II 中断挂起服务缓存队列已实现所有内核的MCU均为先入先出队列FIFO。<br>
中断挂起服务缓存队列,有必要先入先出吗?答案是确定的,原因在于当中断并发时,服务的执行顺序要符合“不同中断间可能存在的”和“同一个中断中必然存在的”提请服务的时序逻辑关系。<br>
再有,“入队列”与“出队列”的过程必须是原子操作,不能被打断。<br>
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好了CosyOS-II 零中断延迟基本原理 就简单介绍到这了,想要深入了解的朋友可自行阅读源码,一探究竟!
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