Atmel SAM3 RTOS 演示
使用免费 Atmel Studio 6 IDE、GCC 和 Atmel 软件框架
[RTOS 移植]

简介

此外提供了两个预配置的项目。 一个预配置项目在 SAM3S-EK2 评估工具上运行， 另一个在 SAM3X-EK 评估工具上运行。

重要提示！FreeRTOS SAM3 演示项目的使用说明

1. 源代码组织
2. 演示应用程序
3. RTOS 配置和使用详情

源代码组织

ATSAM3S-EK2 演示应用程序的 AtmelStudio 6 解决方案文件称为 RTOSDemo.atsln，位于 FreeRTOS/Demo/CORTEX_ATSAM3S-EK2_Atmel_Studio 目录下。

ATSAM3X-EK 演示应用程序的 Atmel Studio 6 解决方案文件同样称为 RTOSDemo.atsln，位于 FreeRTOS/Demo/CORTEX_ATSAM3X_Atmel_Studio 目录下。

此页中的项目目录结构准备章节 包含此目录准备相关的重要信息。

Atmel Studio ARM Cortex-M3 演示应用程序

硬件设置

应该注意的是，添加 com 测试任务是为了演示 任务和中断之间通讯使用的队列，以及 从内部中断服务例程执行上下文切换。 使用的 串行驱动程序不是为了展示高效的实现过程。 实际应用程序应使用 USART 的外围 DMA 通道 (PDC)。

功能性

mainCREATE_SIMPLE_BLINKY_DEMO_ONLY 设置为 1 时的功能

• main_blinky() 函数：
  main_blinky() 会创建一个队列和两个任务。 然后它会启动 RTOS 调度器。

• 队列发送任务：
  队列发送任务由 main_blinky.c 中的 prvQueueSendTask() 函数实现。 它每隔 200 毫秒向队列发送数值 100。

• 队列接收任务:
  队列接收任务由 main_blinky.c 中的 prvQueueReceiveTask() 函数实现 在main_blinky.c中。 它以块时间从队列中反复读取 如果队列为空，则此任务会进入已阻塞状态 。 因此每次从队列中收到数值 100 时，此任务都会切换 红色/橙色 LED，因为队列发送任务 每隔 200 毫秒就向队列发送数值，队列接收任务应退出 已阻塞状态并每隔 200 毫秒切换红色/橙色 LED。

mainCREATE_SIMPLE_BLINKY_DEMO_ONLY 设置为 0 时的功能

• 软件定时器。
• 队列。
• 互斥锁。
• 信号量。
• 引发 RTOS 任务上下文切换的简单中断服务例程。

main() 创建 34 个任务和 3 个软件定时器后会 启动 RTOS 调度器。 然后，演示在运行期间动态地连续创建 创建并删除另外两个任务。

创建“检查”软件定时器，定期检查标准 演示任务，以确保所有任务都能 正常运行。 check 软件定时器的 回调函数切换 SAM3 开发硬件上的绿色 LED。 这为系统健康提供了 可视化反馈。 如果绿色 LED 每 3 秒切换一次，则 说明 'check' 软件定时器未发现任何问题。 如果 LED 每 200 毫秒切换一次，则表明检查软件定时器 在一个或多个任务中发现了问题。 如需测试这个机制，可以 移除环回连接器。这么做会导致 com 测试任务失败。

项目目录结构准备

CreateProjectDirectoryStructure.bat 与Atmel Studio 6 解决方案位于相同的目录下， 而且必须先执行完毕才能成功构建 演示应用程序。

构建并执行演示应用程序

1. 确保 CreateProjectDirectoryStructure.bat batch file 批处理文件已执行。

2. 将 FreeRTOS/Demo/CORTEX_ATSAM3S-EK2_Atmel_Studio/RTOSDemo.atsln 或 FreeRTOS/Demo/CORTEX_ATSAM3X_Atmel_Studio/RTOSDemo.atsln （根据适用情况而定）从 Atmel Studio IDE 中打开。

3. 打开 main.c，将 mainCREATE_SIMPLE_BLINKY_DEMO_ONLY 设置为生成 简单的 blinky 演示，或完整的测试和演示应用程序 。

4. 确保目标硬件连接使用 合适的J-Link或SAM-ICE接口连接到计算机。 此项目使用 J -Link 创建。

5. 从 IDE 的 ‘构建 (Build)’菜单中选择 '构建解决方案 (Build Solution)'， RTOS 演示项目的构建应该不会报错或出现警告。

6. 构建完成后，从 IDE 的调试 (Debug) 菜单中选择“开始调试并中断 (Start Debug and Break)” 对 SAM3 微控制器闪存进行编程，启动调试 会话，并让调试程序在进入 main() 函数时中断。

RTOS配置和使用详情

ARM Cortex-M3 FreeRTOS 移植特定配置

• configTICK_RATE_HZ

  此常量设置了 RTOS tick 中断的频率。 提供的数值 1000 Hz 可用于 测试 RTOS 内核功能，但此频率比大多数应用程序所需的频率都要高。 降低频率会提高效率。

• configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY and configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY

  请 参阅 RTOS 内核配置文档，获取这些配置常量的完整信息。

• configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY 和 configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY

  尽管 configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY 和 configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 是完整的八位移位值，根据定义可作为原始数字直接用于 ARM CORTEX-M3 NVIC 寄存器中，但 configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY 和 configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 是等效常量，仅通过 SAM3 NVIC 中实现的 NVIC。 提供这些值是因为 CMSIS 库函数 NVIC_SetPriority() 需要未偏移的 4 位格式。

请注意！： 请参阅说明如何在 ARM Cortex-M 设备上设置中断优先级的页面。 请记住，ARM Cortex-M 核心中， 数字越小表示中断优先级越高。 这一点 可能有悖直觉，容易混淆！ 如果要将 中断设置为低优先级，请不要将其优先级指定为 0（或其他低数值）， 因为这会导致该中断在系统中具有 最高优先级，并且如果这个优先级 高于 configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY，可能会导致系统崩溃。 另外，请勿忘记 分配中断优先级，因为默认情况下，中断优先级为 0， 这可能导致其处于最高优先级。

ARM Cortex-M 核心上的最低优先级实际上是 255，但不同 ARM Cortex-M 微控制器制造商会实现不同数量的优先级位， 并提供优先级指定方式不同的库函数。 例如， Atmel SAM3 ARM Cortex-M3 微控制器上可以指定的最低优先级实际上为 15——这是由 FreeRTOSConfig.h 中的常量 configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY 定义的。 可指定的最高优先级 始终为零。

我们还建议确保将所有优先级位分配为 抢占式优先级位，并且不设置子优先级位，就和演示 中的一样。

每个移植 #defines 'BaseType_t' 为对该处理器而言最有效的 数据类型。 此移植将 BaseType_t 定义为长类型。

中断服务例程

请注意，portEND_SWITCHING_ISR() 将启用中断。

下列源代码片段仅作为示例提供。 中断 使用信号量与任务（未显示）同步，并调用 portEND_SWITCHING_ISR 以确保中断直接返回任务。 参见函数 此示例中 serial.c 文件中的 USART1_Handler() 函数 。

void Dummy_IRQHandler(void)
{
long lHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;

    /* Clear the interrupt if necessary. */
    Dummy_ClearITPendingBit();

    /* This interrupt does nothing more than demonstrate how to synchronise a
    task with an interrupt.  A semaphore is used for this purpose.  Note
    lHigherPriorityTaskWoken is initialised to zero. */
    xSemaphoreGiveFromISR( xTestSemaphore, &lHigherPriorityTaskWoken );

    /* If there was a task that was blocked on the semaphore, and giving the
    semaphore caused the task to unblock, and the unblocked task has a priority
    higher than the current Running state task (the task that this interrupt
    interrupted), then lHigherPriorityTaskWoken will have been set to pdTRUE
    internally within xSemaphoreGiveFromISR().  Passing pdTRUE into the
    portEND_SWITCHING_ISR() macro will result in a context switch being pended to
    ensure this interrupt returns directly to the unblocked, higher priority,
    task.  Passing pdFALSE into portEND_SWITCHING_ISR() has no effect. */
    portEND_SWITCHING_ISR( lHigherPriorityTaskWoken );
}

只有以 “FromISR” 结尾的 FreeRTOS API 函数可以从 中断服务例程中调用 - 而且中断的优先级须 小于或等于 configMAX_SYSCALL_interrupt_PRIORITY 配置常量（或 configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY）设置的优先级。

FreeRTOS 使用的资源

抢占式内核和协作式 RTOS 内核之间的切换

编译器选项

内存分配

其他事项