1,运行环境vivado2019.2,win10,ZYNQ 7000系列
2,FreeRTOS官网源码下载
https://www.freertos.org/
,
3,FreeRTOS 是一个迷你的实时操作系统内核。作为一个轻量级的操作系统,功能包括:任务管理、时间管理、信号量、消息队列、内存管理、记录功能、软件定时器、协程等,可基本满足较小系统的需要。由于 RTOS 需占用一定的系统资源(尤其是 RAM 资源),只有 μC/OS-II、embOS、salvoFreeRTOS 等少数实时操作系统能在小 RAM 单片机上运行。相对 μC/OS-II、embOS 等商业操作系统,FreeRTOS 操作系统是完全免费的操作系统,具有源码公开、可移植、可裁减、调度策略灵活的特点。
4,FreeRTOSConfig.h文件
#ifndef FREERTOS_CONFIG_H
#define FREERTOS_CONFIG_H
#include "sys.h"
#include "usart.h"
//针对不同的编译器调用不同的stdint.h文件
#if defined(__ICCARM__) || defined(__CC_ARM) || defined(__GNUC__)
#include <stdint.h>
extern uint32_t SystemCoreClock;
#endif
//断言
#define vAssertCalled(char,int) printf("Error:%s,%d\r\n",char,int)
#define configASSERT(x) if((x)==0) vAssertCalled(__FILE__,__LINE__)
/***************************************************************************************************************/
/* FreeRTOS基础配置配置选项 */
/***************************************************************************************************************/
#define configUSE_PREEMPTION 1 //1使用抢占式内核,0使用协程
#define configUSE_TIME_SLICING 1 //1使能时间片调度(默认式使能的)
#define configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION 1 //1启用特殊方法来选择下一个要运行的任务
//一般是硬件计算前导零指令,如果所使用的
//MCU没有这些硬件指令的话此宏应该设置为0!
#define configUSE_TICKLESS_IDLE 0 //1启用低功耗tickless模式
#define configUSE_QUEUE_SETS 1 //为1时启用队列
#define configCPU_CLOCK_HZ (SystemCoreClock) //CPU频率
#define configTICK_RATE_HZ (1000) //时钟节拍频率,这里设置为1000,周期就是1ms
#define configMAX_PRIORITIES (32) //可使用的最大优先级
#define configMINIMAL_STACK_SIZE ((unsigned short)130) //空闲任务使用的堆栈大小
#define configMAX_TASK_NAME_LEN (16) //任务名字字符串长度
#define configUSE_16_BIT_TICKS 0 //系统节拍计数器变量数据类型,
//1表示为16位无符号整形,0表示为32位无符号整形
#define configIDLE_SHOULD_YIELD 1 //为1时空闲任务放弃CPU使用权给其他同优先级的用户任务
#define configUSE_TASK_NOTIFICATIONS 1 //为1时开启任务通知功能,默认开启
#define configUSE_MUTEXES 1 //为1时使用互斥信号量
#define configQUEUE_REGISTRY_SIZE 8 //不为0时表示启用队列记录,具体的值是可以
//记录的队列和信号量最大数目。
#define configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW 0 //大于0时启用堆栈溢出检测功能,如果使用此功能
//用户必须提供一个栈溢出钩子函数,如果使用的话
//此值可以为1或者2,因为有两种栈溢出检测方法。
#define configUSE_RECURSIVE_MUTEXES 1 //为1时使用递归互斥信号量
#define configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK 0 //1使用内存申请失败钩子函数
#define configUSE_APPLICATION_TASK_TAG 0
#define configUSE_COUNTING_SEMAPHORES 1 //为1时使用计数信号量
/***************************************************************************************************************/
/* FreeRTOS与内存申请有关配置选项 */
/***************************************************************************************************************/
#define configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION 1 //支持动态内存申请
#define configTOTAL_HEAP_SIZE ((size_t)(20*1024)) //系统所有总的堆大小
/***************************************************************************************************************/
/* FreeRTOS与钩子函数有关的配置选项 */
/***************************************************************************************************************/
#define configUSE_IDLE_HOOK 0 //1,使用空闲钩子;0,不使用
#define configUSE_TICK_HOOK 0 //1,使用时间片钩子;0,不使用
/***************************************************************************************************************/
/* FreeRTOS与运行时间和任务状态收集有关的配置选项 */
/***************************************************************************************************************/
#define configGENERATE_RUN_TIME_STATS 0 //为1时启用运行时间统计功能
#define configUSE_TRACE_FACILITY 1 //为1启用可视化跟踪调试
#define configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS 1 //与宏configUSE_TRACE_FACILITY同时为1时会编译下面3个函数
//prvWriteNameToBuffer(),vTaskList(),
//vTaskGetRunTimeStats()
/***************************************************************************************************************/
/* FreeRTOS与协程有关的配置选项 */
/***************************************************************************************************************/
#define configUSE_CO_ROUTINES 0 //为1时启用协程,启用协程以后必须添加文件croutine.c
#define configMAX_CO_ROUTINE_PRIORITIES ( 2 ) //协程的有效优先级数目
/***************************************************************************************************************/
/* FreeRTOS与软件定时器有关的配置选项 */
/***************************************************************************************************************/
#define configUSE_TIMERS 1 //为1时启用软件定时器
#define configTIMER_TASK_PRIORITY (configMAX_PRIORITIES-1) //软件定时器优先级
#define configTIMER_QUEUE_LENGTH 5 //软件定时器队列长度
#define configTIMER_TASK_STACK_DEPTH (configMINIMAL_STACK_SIZE*2) //软件定时器任务堆栈大小
/***************************************************************************************************************/
/* FreeRTOS可选函数配置选项 */
/***************************************************************************************************************/
#define INCLUDE_xTaskGetSchedulerState 1
#define INCLUDE_vTaskPrioritySet 1
#define INCLUDE_uxTaskPriorityGet 1
#define INCLUDE_vTaskDelete 1
#define INCLUDE_vTaskCleanUpResources 1
#define INCLUDE_vTaskSuspend 1
#define INCLUDE_vTaskDelayUntil 1
#define INCLUDE_vTaskDelay 1
#define INCLUDE_eTaskGetState 1
#define INCLUDE_xTimerPendFunctionCall 1
/***************************************************************************************************************/
/* FreeRTOS与中断有关的配置选项 */
/***************************************************************************************************************/
#ifdef __NVIC_PRIO_BITS
#define configPRIO_BITS __NVIC_PRIO_BITS
#else
#define configPRIO_BITS 4
#endif
#define configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY 15 //中断最低优先级
#define configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 5 //系统可管理的最高中断优先级
#define configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY ( configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY << (8 - configPRIO_BITS) )
#define configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY ( configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY << (8 - configPRIO_BITS) )
/***************************************************************************************************************/
/* FreeRTOS与中断服务函数有关的配置选项 */
/***************************************************************************************************************/
#define xPortPendSVHandler PendSV_Handler
#define vPortSVCHandler SVC_Handler
#endif /* FREERTOS_CONFIG_H */
5,FreeRTOS目录架构
├─FreeRTOS
│ ├─Demo // 各种开发工具的完整Demo,开发者可以方便的以此搭建出自己的项目,甚至直接使用
│ │ ├─Common // 所有例程都可以使用的演示例程文件
│ │ └─其他 // 对应平台和开发工具的项目例程(命名:平台_开发工具,例如:CORTEX_M4F_M0_LPC43xx_Keil)
│ ├─License // 使用修改过的GPL
│ └─Source // FreeRTOS的源码
│ ├─include // 源码对应的头文件
│ └─portable // 每个支持的处理器架构需要一小段与处理器架构相关的RTOS代码。该目录下即为和开发平台相关的代码
│ ├─MemMang // FreeRTOS内存管理方案(一般要根据平台来选择以下5个之一)
│ │ heap_1.c
│ │ heap_2.c
│ │ heap_3.c
│ │ heap_4.c
│ │ heap_5.c
│ └─其他 // 其他开发工具相关的代码,需要根据自己的开发工具进行选择
│ croutine.c // 协线程(协程)文件,和任务类似,在系统资源比较缺乏下使用
│ event_groups.c // 事件标志组
│ list.c // 列表结构描述,在内核整体控制上都使用了列表格式数据处理,一切数据结构的基础
│ queue.c // 队列,任务和任务之间的通讯处理
│ tasks.c // 所有任务相关函数
│ timers.c // 软件定时器,以任务形式存在
| stream_buffer.c // 10.0.0 新增
└─FreeRTOS-Plus // FreeRTOS+组件和演示例程
6,搭建FPGA工程
7, vivado 自带有基于 FreeRTOS 系统,打开 Vitis IDE,新建 IDE硬件平台
选择之前导入的 XSA 文件,单击 finish,完成 Platform 的创建一个应用工程,然后下载测试 ,查看串口信息
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