FreeRTOS. Сигналы.

FreeRTOS. Сигналы.

Сигнал (в теории информации и связи) — носитель информации, используемый для передачи сообщений в системе связи. Сигнал может генерироваться, но его приём не обязателен, в отличие от сообщения, которое рассчитано на принятие принимающей стороной, иначе оно не является сообщением. Сигналом может быть любой физический процесс, параметры которого изменяются (или находятся) в соответствии с передаваемым сообщением. Фактически, сигнал — это асинхронное уведомление процесса о каком-либо событии. Когда сигнал послан процессу, операционная система прерывает выполнение процесса. Если процесс установил собственный обработчик сигнала, операционная система запускает этот обработчик, передав ему информацию о сигнале. Если процесс не установил обработчик, то выполняется обработчик по умолчанию.

Описание
Сигналы используются для запуска состояния выполнения между потоками. Функции управления сигнал в CMSIS-RTOS позволяет вам управлять или ждать сигнальных флагов. Каждый поток имеет до 31 назначенных сигнальных флагов. Максимальное количество сигнальных флагов определено в файле cmsis_os.h (#define) osFeature_Signals.

Поток
может ждать сигнала, который должен быть установлен (с использованием osSignalWait). Используя эту функцию, он переходит в состояние ожидания. Сигналы параметров osSignalWait определяет сигналы, которые необходимы, чтобы перевести поток обратно в состояние готовности. Так же, можно установить один или более флагов в любом другом потоке данных (с использованием osSignalSet). Можно очистить свои собственные сигналы или сигналы других потоков (с использованием osSignalClear).

Когда поток просыпается и возобновляет выполнение, его сигнал-флаги автоматически удаляются.
Работа с сигналами

Вот простой пример, который показывает, как два потока могут общаться друг с другом, используя сигналы:

Пример cвязи события простого сигнала
Следующие шаги необходимы чтобы использовать сигналы. Мы имеем поток 1 (tid_thread1), в нем ожидаем прихода сигнала,  вызываем функцию ожидания osSignalWait (0x0001, osWaitForever), ждем сигнала 0x0001. В другом потоке, поток 2, который предполагается, разбудить ожидание потока с помощью функции osSignalSet (tid_thread1, 0x0001), тем самым установив сигнал 0x0001 для потока 1 (tid_thread1).  После действия повторяются циклически, для тайм аута используем функцию osDelay (1000), ждать в течение 1 секунды.

Наш пример создает потоки, которые вызывают osSignalWait (поток ожидания сигнала), ждем установления бит 1, а затем бит 2 и переключаем состояние светодиода. SysTick_Handler вызывает функцию “Toggle_Leds”. Toggle_Leds вызывает osSignalSet, чтобы послать сигнал = Бит 1 для потока 2, если статический счетчик > 400 и < 1000 и вызывает osSignalSet отправляя сигнал = Бит 1 | бит 2 для потока 2, если статический счетчик> = 1000. В результате поведение характеризуется следующим образом, светодиод LED переключаем каждые 800 мс.

Необходимо соблюдать осторожность при использовании HAL_Delay (), эта функция обеспечивает точное задержку (в миллисекундах) основная переменная увеличивается на единицу в SysTick ISR. Это означает, что если HAL_Delay () вызывается из периферийного процесса ISR, то прерывание SysTick должны иметь более высокий приоритет (численно меньше) чем окружные прерывания. В противном случае процесс ISR вызывающий будет заблокирован.

Чтобы изменить приоритет прерывания SysTick вы должны использовать функцию HAL_NVIC_SetPriority ().

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "cmsis_os.h"

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
   #define BIT_0	( 1 << 0 )
   #define BIT_1	( 1 << 1 )
   #define BIT_2	( 1 << 2 )
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
osThreadId LED_ThreadId;

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
static void LED_Thread(void const *argument);
static void SystemClock_Config(void);
static void CPU_CACHE_Enable(void);
void Toggle_Leds(void);

/* Private functions ---------------------------------------------------------*/

/**
  * @brief  Main program
  * @param  None
  * @retval None
  */
int main(void)
{
  /* Enable the CPU Cache */
  CPU_CACHE_Enable();

  /* STM32F7xx HAL library initialization:
       - Configure the Flash ART accelerator on ITCM interface
       - Configure the Systick to generate an interrupt each 1 msec
       - Set NVIC Group Priority to 4
       - Low Level Initialization
     */
  HAL_Init();  
  
  /* Configure the system clock to 216 Mhz */
  SystemClock_Config();
  
  /* Initialize LEDs */
  BSP_LED_Init(LED1);
  
  /* Thread 1 definition */
  osThreadDef(LED, LED_Thread, osPriorityNormal, 0, configMINIMAL_STACK_SIZE);
  
  /* Start thread */
  LED_ThreadId = osThreadCreate(osThread(LED), NULL);
  
  /* Start scheduler */
  osKernelStart();
  
  /* We should never get here as control is now taken by the scheduler */
  for(;;);
}

/**
  * @brief  Toggle LED1 thread
  * @param  argument not used
  * @retval None
  */
static void LED_Thread(void const *argument)
{
  (void) argument;
  osEvent event;
  
  for(;;)
  {
    event = osSignalWait( BIT_1 | BIT_2, osWaitForever);
    if(event.value.signals == (BIT_1 | BIT_2))
    {      
      BSP_LED_Toggle(LED1);
    }
  }
}



/**
  * @brief  System Clock Configuration
  *         The system Clock is configured as follow : 
  *            System Clock source            = PLL (HSE)
  *            SYSCLK(Hz)                     = 216000000
  *            HCLK(Hz)                       = 216000000
  *            AHB Prescaler                  = 1
  *            APB1 Prescaler                 = 4
  *            APB2 Prescaler                 = 2
  *            HSE Frequency(Hz)              = 25000000
  *            PLL_M                          = 25
  *            PLL_N                          = 432
  *            PLL_P                          = 2
  *            PLL_Q                          = 9
  *            VDD(V)                         = 3.3
  *            Main regulator output voltage  = Scale1 mode
  *            Flash Latency(WS)              = 7
  * @param  None
  * @retval None
  */
static void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;

  /* Enable HSE Oscillator and activate PLL with HSE as source */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_OFF;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 25;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 432;  
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 9;
  HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);
  
  /* Select PLL as system clock source and configure the HCLK, PCLK1 and PCLK2 
     clocks dividers */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = (RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2);
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV4;  
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;  
  HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_7);

}

/**
  * @brief  Toggles LEDs to show user input state.
  * @param  None
  * @retval None
  */
void Toggle_Leds(void)
{
  static uint32_t ticks = 0;
  
  if((ticks++ > 400) && (ticks < 1000)) 
  {
    osSignalSet( LED_ThreadId, BIT_1);   
  }
  else if(ticks++ >= 1000) 
  {
    osSignalSet( LED_ThreadId, BIT_1 | BIT_2 );
    ticks = 0;    
  }  
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT

/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *   where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line)
{
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */

  /* Infinite loop */
  while (1)
  {}
}
#endif

/**
  * @brief  CPU L1-Cache enable.
  * @param  None
  * @retval None
  */
static void CPU_CACHE_Enable(void)
{
  /* Enable I-Cache */
  SCB_EnableICache();

  /* Enable D-Cache */
  SCB_EnableDCache();
}

/**
  * @brief  This function handles SysTick Handler.
  * @param  None
  * @retval None
  */
void SysTick_Handler(void)
{
	HAL_IncTick();
  if (xTaskGetSchedulerState() != taskSCHEDULER_NOT_STARTED)
  {
    osSystickHandler();
    Toggle_Leds();    
  }
}

Старт ARM. RTOS часть 1-ая. STM32F4 и SAM3N.
Старт ARM. RTOS часть 2-ая.
Старт ARM. RTOS часть 3-ая. Очереди.
Старт ARM. RTOS часть 4-ая. Семафоры.
Старт ARM. RTOS часть 5-ая. Мьютексы.
Старт ARM. RTOS часть 6-ая. Сопрограмма.
Старт ARM. RTOS часть 7-ая. Программный таймер.
Старт ARM. RTOS часть 8-ая. Программная очередь почты (mail queue).