FreeRTOS 如何实现不同优先级任务之间的切换？

FreeRTOS 实现不同优先级任务之间的切换主要依靠任务调度器。任务调度器会持续地扫描所有可运行的任务，选择优先级最高的任务运行，当该任务执行结束或者被延迟后，任务调度器会再次扫描所有可运行的任务，选择优先级最高的任务运行。

当一个高优先级任务进入运行状态时，FreeRTOS 会暂停当前正在执行的低优先级任务，并将其上下文保存到任务堆栈中。高优先级任务开始执行。当高优先级任务完成或者进入等待状态时，FreeRTOS 会从任务堆栈中恢复低优先级任务的上下文，继续执行低优先级任务。这个过程称为任务切换。

任务切换的时间通常很短，可以保证不同优先级任务之间的快速切换。不过，需要注意的是，频繁的任务切换会导致系统开销增大，因此需要合理设置任务优先级和时间片，以达到最优的系统性能。

相关问题

FreeRTOS中任务优先级如何起作用？

在FreeRTOS中，任务优先级是决定任务调度顺序的重要因素。任务的优先级越高，它获得CPU时间片的机会就越多，也就是越容易被调度执行。

任务优先级起作用的方式如下：

1. 任务调度顺序：FreeRTOS采用优先级抢占式调度算法，当多个任务处于就绪态时，调度器会选择具有最高优先级的任务来执行。任务的优先级决定了它在就绪队列中的位置，优先级越高的任务会排在前面，具备更高的调度优先级。

2. 任务切换：当当前正在执行的任务被抢占时，调度器会根据抢占任务和就绪任务的优先级来决定是否进行任务切换。如果有更高优先级的任务就绪，调度器会立即切换到该任务执行。这样可以保证高优先级的任务能够及时响应，并且更快地完成任务。

3. 任务延迟：当一个任务处于阻塞状态（如等待事件或延迟）时，它的优先级将不会影响调度顺序。只有当任务重新进入就绪态时，它的优先级才会起作用。

需要注意的是，任务优先级仅在任务处于就绪态时起作用，而不会影响任务的挂起、阻塞或延迟状态。任务的优先级可以通过函数`vTaskPrioritySet()`来设置，范围从0（最低优先级）到(configMAX_PRIORITIES - 1)（最高优先级）。

在设计任务优先级时，需要根据任务的重要性和紧急程度来合理设置优先级。高优先级的任务可以及时响应并快速完成，但也要注意避免优先级翻转和优先级反转等调度问题，以确保系统的稳定性和可靠性。

freeRTOS中任务优先级相同怎么执行

在 FreeRTOS 中，当任务的优先级相同时，任务执行的顺序是由调度器决定的。FreeRTOS 使用抢占式优先级调度算法，即当有多个任务处于就绪状态时，调度器会选择优先级最高的任务来执行。

当多个优先级相同的任务同时处于就绪状态时，FreeRTOS 会按照一种先到先服务（FIFO）的顺序选择任务来执行。也就是说，先就绪的任务会先被调度执行，直到它主动让出 CPU 或者被更高优先级的任务抢占。

如果你希望在优先级相同的任务中实现一种轮转调度的方式，可以使用时间片轮转调度算法。通过设置任务的时间片大小，当任务的时间片用完后，调度器会将 CPU 时间切换给下一个优先级相同的任务。这样可以实现公平的任务调度。

需要注意的是，在 FreeRTOS 中，如果不同任务之间有共享资源的访问需求，建议使用信号量、互斥量等机制来保证资源的正确访问，以避免竞争条件和数据不一致的问题。