【RTOS】RTOS知识点
【RTOS】
【RTOS知识点】
1. 任务管理（最核心）
- 任务（线程）状态：就绪、运行、阻塞、挂起、删除；
- 任务调度器：决定哪个任务占用 CPU，是实时性的关键；
- 任务控制块 TCB：存储每个任务栈、优先级、状态、入口函数；
- 任务接口：创建 / 删除 / 挂起 / 恢复 / 延时 / 优先级修改。
2. 调度器（实时核心）
主流调度算法：
- 抢占式调度（绝大多数 RTOS，高优先级任务可打断低优先级）；
- 时间片轮转调度（同优先级任务均分 CPU）；
- 协作式调度（任务主动放弃 CPU，极少用）； 配套机制：优先级翻转抑制（优先级天花板、优先级继承）。
3. 同步与通信组件（多任务互斥、数据交互）
- 信号量：二值信号量（互斥）、计数信号量（资源计数）；
- 互斥锁 Mutex：解决共享资源竞争，自带优先级继承；
- 消息队列：任务间异步传递数据；
- 信号（事件标志组）：多事件等待触发；
- 邮箱 / 消息缓冲区：轻量化消息传递；
- 共享内存：多任务直接访问同一块内存（需配合锁）。
4. 时间管理
- 系统滴答定时器 SysTick：全局时钟基准；
- 任务延时：相对延时、绝对延时；
- 软件定时器：无需占用任务，后台定时回调；
- 时间片、超时等待（信号量 / 队列等待加超时防死等）。
5. 内存管理
嵌入式专用轻量化内存分配，避免碎片：
- 静态内存：预先分配内存池（推荐，无碎片、实时确定）；
- 动态堆管理：分段堆、块分配（适配小内存 MCU）；
- 内存池：固定大小块，用于频繁创建销毁数据。
6. 中断管理
- 中断服务函数 ISR 分层：ISR 快速处理，通过信号量 / 队列唤醒任务；
- 中断优先级分组、中断屏蔽；
- 支持在中断内调用专用内核 API（不可调用阻塞接口）。
7. I/O 与设备驱动（可选组件）
- 标准设备抽象：串口、GPIO、ADC、SPI、I2C；
- 文件系统：FatFS、LittleFS（存储日志 / 配置）；
- 网络协议栈：LWIP、Socket（物联网 RTOS 标配）；
- 低功耗管理：任务休眠、CPU 停机、外设时钟门控。
8. 调试与扩展组件
- 内核对象监控：任务栈使用率、CPU 占用率；
- 日志打印、断言、内存泄漏检测；
- 软件看门狗、异常崩溃记录。