"任务切换在电源技术中的应用,特别是在设计高压开关电源时,是一个关键的环节。这个过程涉及到了操作系统(OS)的底层机制,如FreeRTOS或UCOS-III等实时操作系统。在任务切换过程中,PendSV(可挂起的系统调用)异常扮演着重要角色。
当调用`OSStartHighRdy()`函数时,会触发PendSV异常,进而执行对应的异常服务函数——`PendSV_Handler`。这个函数是整个任务切换的核心。为了使系统能够正确响应自定义的PendSV服务函数,函数名称必须与启动文件中的PendSV向量名保持一致。否则,内核只会执行启动文件中预设的、包含死循环的默认异常服务函数。
在代码清单5-27中,`PendSV_Handler`首先关闭中断,除了NMI(非屏蔽中断)和HardFault,以防止在上下文切换期间被打断。然后,它从PSP(进程堆栈指针)加载值到R0寄存器,并根据R0的值判断是否进行第一次任务切换。如果R0为0,系统会跳转到`OS_CPU_PendSVHandler_nosave`进行任务切换。
任务切换的过程分为两部分:保存上文和切换下文。保存上文包括自动保存CPU的状态,如xPSR、PC、R14-R0,并手动保存R4-R11的值到任务堆栈。接着,通过OSTCBCurPtr指向当前任务控制块,保存当前任务的堆栈指针。
在切换下文阶段,系统会将OSTCBCurPtr更新为OSTCBHighRdyPtr,即将要执行的任务的堆栈内容加载到CPU寄存器中,完成任务的切换。这个过程确保了任务间的平滑过渡,维持系统的实时性。
学习RTOS,特别是FreeRTOS和UCOS-III,需要结合源码和实际调试。通过逐行调试代码,理解每一部分的功能和执行流程,以及在每个章节结束后重写例程,可以加深对RTOS概念和实现的理解。此外,了解相关的参考资料,如uC/OS-III官方源码、中文翻译、STM32F10xx Cortex-M3编程手册等,对于掌握RTOS至关重要。通过这种方式,读者不仅能够学习如何使用RTOS,还能逐步掌握如何构建自己的实时操作系统。"