一. 任务调度

​ FreeRTOS操作系统支持三种调度方式：抢占式调度，时间片调度和合作式调度。实际应用主要是抢占式调度和时间片调度，合作式调度用到的很少。

挂起/阻塞/就绪/运行

三种基本状态

进程在运行中不断地改变其运行状态。通常，一个运行进程必须具有以下三种基本状态。
就绪(Ready)状态。
　当进程已分配到除CPU以外的所有必要的资源，只要获得处理机便可立即执行，这时的进程状态称为就绪状态。
执行（Running）状态。
　　当进程已获得处理机，其程序正在处理机上执行，此时的进程状态称为执行状态。
阻塞(Blocked)状态
　　被动，正在执行的进程，由于等待某个事件发生而无法执行时，便放弃处理机而处于阻塞状态。引起进程阻塞的事件可有多种，例如，等待I/O完成、申请缓冲区不能满足、等待信件(信号)等。
挂起状态

​ 主动，挂起的标志就是换出到外存，在外存的进程肯定是不能执行的，所以挂起的目的就很明显，在内存资源不足时，需要把一些进程换出到外存，给着急运行的进程腾地方。

1, 抢占式调度

​ 每个任务都有不同的优先级，任务会一直运行直到被高优先级任务抢占或者遇到阻塞式的API函数，比如vTaskDelay。

​ 在实际的应用中，不同的任务需要不同的响应时间。例如，我们在一个应用中需要使用电机，键盘和LCD显示。电机比键盘和LCD需要更快速的响应，如果我们使用合作式调度器或者时间片调度，那么电机将无法得到及时的响应，这时抢占式调度是必须的。

​ **如果使用了抢占式调度，最高优先级的任务一旦就绪，总能得到CPU的控制权。**比如，当一个运行着的任务被其它高优先级的任务抢占，当前任务的CPU使用权就被剥夺了，或者说被挂起了，那个高优先级的任务立刻得到了CPU的控制权并运行。又比如，如果中断服务程序使一个高优先级的任务进入就绪态，中断完成时，被中断的低优先级任务被挂起，优先级高的那个任务开始运行。使用抢占式调度器，使得最高优先级的任务什么时候可以得到CPU的控制权并运行是可知的，同时使得任务级响应时间得以最优化。

​ 总的来说，学习抢占式调度要掌握的最关键一点是：每个任务都被分配了不同的优先级，抢占式调度器会获得就绪列表中优先级最高的任务，并运行这个任务。

2, 时间片调度

​ 每个任务都有相同的优先级，任务会运行固定的时间片个数或者遇到阻塞式的API函数，才会执行同优先级任务之间的任务切换。

3 . 合作式调度

​ 对于同优先级的任务，如果系统配置中时间片调度关闭后，这些同优先级的任务就是在合作式调度器的作用下运行。 其表现出来的效果就是这些同优先级的任务会依次执行，每个任务会一直执行直到**遇到阻塞式 API 函数或者函数就会切换到下个任务，**这就合作式调度器。时间片调度适合用于不要求任务实时响应的情况下。需要给同优先级的任务分配一个专门的列表，用于记录当前就绪的任务，并为每个任务分配一个时间片（也就是需要运行的时间长度，时间片用完了就进行任务切换）。

（https://jrhar.blog.csdn.net/article/details/79163162?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-2.channel_param&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-2.channel_param）

4, 系统延时

时间管理包括两个方面：系统节拍以及任务延时管理。

任务延时

​ 任务可能需要延时，两种情况，一种是任务被vTaskDelay或者vTaskDelayUntil延时，另外一种情况就是任务等待事件（比如等待某个信号量、或者某个消息队列）时候指定了timeout（即最多等待timeout时间，如果等待的事件还没发生，则不再继续等待），在每个任务的循环中都必须要有阻塞的情况出现，否则比该任务优先级低的任务就永远无法运行。

FreeRTOS提供了两个系统延时函数：

• 相对延时函数vTaskDelay()
• 绝对延时函数vTaskDelayUntil()。

这些延时函数可不像我们以前用裸机写代码的延时函数操作系统不允许CPU在死等消耗着时间，因为这样效率太低了。

相对延时与绝对延时

相对延时：vTaskDelay()

相对延时是指每次延时都是从任务执行函数vTaskDelay()开始，延时指定的时间结束.

​ 相对延时是从调用vTaskDelay()这个函数的时候开始延时，但是任务执行的时候，可能发生了中断，导致任务执行时间变长了，但是整个任务的延时时间还是1000个tick，这就不是周期性了, 当任务运行的时候，假设被某个高级任务或者是中断打断了，那么任务的执行时间就更长了，然而延时还是延时1000个tick的。

绝对延时：vTaskDelayUntil()：

绝对延时是指调用vTaskDelayUntil()的任务每隔x时间运行一次。也就是任务周期运行。

​ 调用vTaskDelayUntil()是希望任务以固定频率定期执行，而不受外部的影响，任务从上一次运行开始到下一次运行开始的时间间隔是绝对的，而不是相对的。假设主体任务被打断0.3s，但是下次唤醒的时间是固定的，所以还是会周期运行。

总结：

​ 如果任务调用相对延时，其运行周期完全是不可测的，如果任务的优先级不是最高的话，其误差更大，就好比一个必须要在5ms内相应的任务，假如使用了相对延时1ms，那么很有可能在该任务执行的时候被更高优先级的任务打断，从而错过5ms内的相应，但是调用绝对延时，则任务会周期性将该任务在阻塞列表中解除，但是，任务能不能运行，还得取决于任务的优先级，如果优先级最高的话，任务周期还是比较精确的（相对vTaskDelay来说），如果想要更加想精确周期性执行某个任务，可以使用系统节拍钩子函数vApplicationTickHook()，它在tick中断服务函数中被调用，因此这个函数中的代码必须简洁，并且不允许出现阻塞的情况。

问题：

1. 除了实时操作系统还有什么操作系统？有什么区别？

​ 实时操作系统（RTOS）是指当外界事件或数据产生时，能够接受并以足够快的速度予以处理，其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统作出快速响应，并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。其特点是及时响应和高可靠性。实时系统又分为硬实时系统和软实时系统，硬实时系统要求在规定的时间内必须完成操作，这是在操作系统设计时保证的；软实时则只要按照任务的优先级，尽可能快地完成操作即可。

​ 除了实时操作系统还有分时操作系统，使一台计算机同时为几个、几十个甚至几百个用户服务的一种操作系统。把计算机与许多终端用户连接起来，分时操作系统将系统处理机时间与内存空间按一定的时间间隔，轮流地切换给各终端用户的程序使用（时间片的概念）。由于时间间隔很短，每个用户的感觉就像他独占计算机一样。**分时操作系统按照相等的时间片调度进程轮流运行，分时操作系统由调度程序自动计算进程的优先级，而不是由用户控制进程的优先级。**这样的系统无法实时响应外部异步事件。

2. 一般需要多大RAM 才能使用freeRTOS ？

   最好在十几k。

3. 多核时候

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【freeRTOS】操作系统之一-任务调度
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