FreeRTOS (タスク通知)

FreeRTOS はバージョン V8.2.0 からタスク通知機能を提供しています。各タスクには 32 ビットの通知値があります。ほとんどの場合、タスク通知はバイナリ信号の代わりに使用できます。セマフォ、イベントグループ、および長さ 1 のキューを置き換えることもできます (32 ビット整数またはポインター値を保持できます)。

FreeRTOS カーネルによって通信されるリソースを使用するときにキュー、バイナリセマフォ、カウントセマフォ、またはイベントグループを作成する必要があった以前の状況と比較すると、タスク通知の使用は明らかにより柔軟です。 FreeRTOS 関係者によると、タスク通知を使用すると、セマフォなどの ICP 通信方法を使用してタスクのブロックを解除するより 45% 高速および< a i=3 >RAM メモリ領域を節約し、タスク通知を使用するためにキューを作成する必要はありません。タスク通知を使用するには、FreeRTOSConfig.h のマクロ定義configUSE_TASK_NOTIFICATIONS を 1 に設定する必要があります。実際、FreeRTOS のデフォルトは 1 なので、タスク通知はデフォルトで利用可能です。

2. タスクに通知を送信する方法

> タスクに通知を送信します。未読の通知がある場合、通知の値は上書きされません。

> タスクに通知を送信し、通知値を直接上書きします。

>タスクに通知を送信し、通知値の 1 つ以上のビットを設定し、イベントグループとして使用できます。

> タスクに通知を送信し、通知値を増加させ、セマフォとして使用できます。

上記のタスク通知メソッドを合理的に使用することにより、FreeRTOS セマフォ、キュー、イベントグループなどを特定の状況で置き換えることができます。

3. タスク通知の利用制限

もちろん、すべてに長所と短所があります。メッセージ通知は処理が速く、RAM オーバーヘッドが少なくなりますが、次の制限もあります。 :

>通知を受け取るタスクを指定する必要があるため、通知メッセージを受け取ることができるタスクは 1 つだけです。

>通知を待っているタスクのみをブロックできます。通知を送信するタスクは、いかなる状況でも通知を送信し損なうことはありません。

そしてブロッキング状態に入ります。

2. タスク通知の動作仕組み

タスク通知はタスクに関連付けられたリソースであるため、タスクが作成されると、タスク通知も初期化されます。キューとセマフォを使用する前に、キューとセマフォは次のことを行う必要があることがわかっています。セマフォの目的は、xQueueCreate() 関数を使用してキューを作成したり、xSemaphoreCreateBinary() 関数を使用してバイナリセマフォを作成したりするなど、キューデータ構造を作成することです。タスク通知をもう一度見てみましょう。タスク通知のデータ構造はタスク制御ブロックに含まれているため、タスクが存在する限り、タスク通知データ構造は作成されており、直接使用できるので、非常に便利です

タスク通知では、タスク内の指定されたタスクに通知を送信したり、割り込み内の指定されたタスクに通知を送信したりできます。 FreeRTOS の各タスクには 32 ビットの通知値があり、タスク制御ブロックのメンバー変数ulNotifiedValue が通知値です。通知を待機できるのはタスク内のみであり、割り込み内では待機できません。タスクが待機している通知が一時的に無効な場合、タスクはユーザーが指定したブロッキングタイムアウトに従ってブロッキング状態になります。通知を待っているタスクはコンシューマコンシューマとみなすことができます。 ;他のタスクと割り込みは、通知を待機しているタスクに通知を送信できます。通知を送信するタスクと割り込みサービス関数は、プロデューサーと見なすことができます。 .他のタスクまたは割り込みがこのタスクにタスク通知を送信し、タスクが通知された後、タスクはブロッキング状態から解放されます。これは、FreeRTOS のカーネルの他の通信メカニズムと一致します。