第五章信号量

ゝ一纸荒年。 2024-04-17 05:33 41阅读 0赞

简介：

信号量用来进行资源管理和任务同步。

FreeRTOS 中 信号量分为  二值信号量，互斥信号量，计数信号量和递归信号量。

二值信号量

官网介绍：[https://www.freertos.org/Embedded-RTOS-Binary-Semaphores.html][https_www.freertos.org_Embedded-RTOS-Binary-Semaphores.html]

一个只有一个队列项的队列。 可以用于互斥访问 或者 同步，常用于任务（中断）和任务间的同步。

函数

创建二值信号量       [xSemaphoreCreateBinary（）][xSemaphoreCreateBinary]

释放信号量              [xSemaphoreGive（）][xSemaphoreGive]

获取信号量                [xSemaphoreTake（）][xSemaphoreTake]

计数信号量

官网介绍：[https://www.freertos.org/Real-time-embedded-RTOS-Counting-Semaphores.html][https_www.freertos.org_Real-time-embedded-RTOS-Counting-Semaphores.html]

简介： 计数信号量是长度大于1的队列。

一 个二值信号量最多只可以锁存一个中断事件。在锁存的事件还未被处理之前，如果还有中断事件发生，那么后续发生的中断事件将会丢失。如果 用计数信号量代替二值信号量，那么，这种丢中断的情形将可以避免。

常用与两个场合：

1.  计算事件。
    
    在这种使用场景中，事件处理程序将在每次事件发生时“给出”信号量（递增信号量计数值），并且处理程序任务将在每次处理事件时“获取”信号量（递减信号量计数值）。因此，计数值是已发生事件数与已处理数之间的差值。在这种情况下，希望在创建信号量时计数值为零。

应用场景： 某个动作触发计数信号量，信号量的值都会+1.另一个任务会根据计数信号量的计数值，发生多次触发事件。

1.  资源管理。

在此使用方案中，计数值指示可用资源的数量。要获得对资源的控制，任务必须首先获得信号量 - 递减信号量计数值。当计数值达到零时，没有空闲资源。当任务完成资源时，它'返回'信号量 - 增加信号量计数值。在这种情况下，希望计数值等于创建信号量时的最大计数值。

应用场景： 做流控 。 比如银行有10个窗口，排号机人员排号。停车场空位。

函数：

*       创建计数型信号             [xSemaphoreCreateCounting（）][xSemaphoreCreateCounting]
 *       查询 信号量的计数        [uxSemaphoreGetCount（）][uxSemaphoreGetCount]
 *       释放信号量                    [xSemaphoreGive（）][xSemaphoreGive]
 *       获取信号量                    [xSemaphoreTake（）][xSemaphoreTake]

互斥信号量

官网介绍： [https://www.freertos.org/Real-time-embedded-RTOS-mutexes.html][https_www.freertos.org_Real-time-embedded-RTOS-mutexes.html]

一个拥有优先级继承的二值信号量。互斥信号量相当于一个钥匙，要访问的时候，必须需要钥匙，访问完了之后，需要归还钥匙，这样其他的任务可以拿这个钥匙去使用资源。

互斥信号量，只能用在任务中，不能用于中断服务函数。

互斥信号量创建成功后，释放了一次。这里和二值信号量不同，二值信号量创建的时候，没有释放。

函数：

创建                          [xSemaphoreCreateMutex][]()

释放信号量               [xSemaphoreGive（）][xSemaphoreGive]

获取信号量                [xSemaphoreTake（）][xSemaphoreTake]

递归互斥信号量

官网： [https://www.freertos.org/RTOS-Recursive-Mutexes.html][https_www.freertos.org_RTOS-Recursive-Mutexes.html]

不能用在中断服务函数中。

递归使用的互斥锁可由所有者重复“捕获”。

创建：  [xSem'CreateRecursiveMutex（）][xSem_CreateRecursiveMutex]

释放：    [xSemaphoreGiveRecursive（）][xSemaphoreGiveRecursive]

获取：    [xSemaphoreTakeRecursive（）][xSemaphoreTakeRecursive]

使用信号量，要包含头文件 \#include "semphr.h"

[https_www.freertos.org_Embedded-RTOS-Binary-Semaphores.html]: https://www.freertos.org/Embedded-RTOS-Binary-Semaphores.html
[xSemaphoreCreateBinary]: https://www.freertos.org/xSemaphoreCreateBinary.html
[xSemaphoreGive]: https://www.freertos.org/a00123.html
[xSemaphoreTake]: https://www.freertos.org/a00122.html
[https_www.freertos.org_Real-time-embedded-RTOS-Counting-Semaphores.html]: https://www.freertos.org/Real-time-embedded-RTOS-Counting-Semaphores.html
[xSemaphoreCreateCounting]: https://www.freertos.org/CreateCounting.html
[uxSemaphoreGetCount]: https://www.freertos.org/uxSemaphoreGetCount.html
[https_www.freertos.org_Real-time-embedded-RTOS-mutexes.html]: https://www.freertos.org/Real-time-embedded-RTOS-mutexes.html
[xSemaphoreCreateMutex]: https://www.freertos.org/CreateMutex.html
[https_www.freertos.org_RTOS-Recursive-Mutexes.html]: https://www.freertos.org/RTOS-Recursive-Mutexes.html
[xSem_CreateRecursiveMutex]: https://www.freertos.org/xSemaphoreCreateRecursiveMutex.html
[xSemaphoreGiveRecursive]: https://www.freertos.org/xSemaphoreGiveRecursive.html
[xSemaphoreTakeRecursive]: https://www.freertos.org/xSemaphoreTakeRecursive.html