背景介紹
FreeRTOS 以其移植方便，高度可定制，footprint 小，使其在嵌入式操作系統(tǒng)中的份額不容小覷！ 尤以免費(fèi) license，頗受開發(fā)者青睞。
問題描述
客戶在基于cortex-m3的平臺(tái)上使用FreeRTOS系統(tǒng)提供的定時(shí)器功能時(shí)，意外發(fā)現(xiàn)定時(shí)器的精確度不夠高。譬如，設(shè)置1秒鐘的定時(shí)器，理論上1秒超時(shí)，并且執(zhí)行相應(yīng)的回調(diào)函數(shù)。但是調(diào)試卻發(fā)現(xiàn)，有時(shí)回調(diào)函數(shù)是在1.4秒后被執(zhí)行！這對(duì)于精度要求較高的實(shí)時(shí)系統(tǒng)，是不能接受的！
問題復(fù)現(xiàn)與分析
首先在stm32f407-discovery平臺(tái)移植FreeRTOS，并創(chuàng)建一個(gè)定時(shí)器，在其回調(diào)函數(shù)里toggle led燈，并測(cè)量被執(zhí)行的時(shí)間。鑒于FreeRTOS是一個(gè)多任務(wù)可搶占式系統(tǒng)，這個(gè)問題需要在多種情況下分析。
Case 1 :
單任務(wù)，即系統(tǒng)里僅有timertask和idle task。整個(gè)系統(tǒng)最高優(yōu)先級(jí)為4，Timer task的優(yōu)先級(jí)為默認(rèn)優(yōu)先級(jí)2。
在這種環(huán)境下，回調(diào)函數(shù)能精確的以1秒的時(shí)長(zhǎng)超時(shí)執(zhí)行回調(diào)函數(shù)。雖然此刻精度能滿足要求，但是實(shí)際的系統(tǒng)一般會(huì)包含多個(gè)task。
以下為測(cè)試的日志，顯而易見，該定時(shí)器嚴(yán)格1秒鐘超時(shí)。
expired 1000
expired 2000
expired 3000
expired 4000
expired 5000
expired 6000
…
Case 2 :
多任務(wù)，即系統(tǒng)里不僅有timertask和idle task，還有用戶創(chuàng)建的task。整個(gè)系統(tǒng)最高優(yōu)先級(jí)為4，Timer task的優(yōu)先級(jí)為默認(rèn)優(yōu)先級(jí)2。
以下為測(cè)試的日志。
UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
expired 1000
UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
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UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
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UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
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UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
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此時(shí)定時(shí)器回調(diào)函數(shù)有時(shí)能準(zhǔn)確地被調(diào)度執(zhí)行，有時(shí)則偏差較大，與期望值整整延遲了1秒鐘。
Case 3 :
多任務(wù)，即系統(tǒng)里不僅有timer task和idle task，還有用戶創(chuàng)建的task。整個(gè)系統(tǒng)最高優(yōu)先級(jí)為4，Timertask的優(yōu)先級(jí)為默認(rèn)優(yōu)先級(jí)4。這樣設(shè)置優(yōu)先級(jí)，是希望能通過將timer task設(shè)置為最高優(yōu)先級(jí)，以期望調(diào)度器能優(yōu)先調(diào)度執(zhí)行timer task。
以下為實(shí)測(cè)的日志。
UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
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UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
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UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
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UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
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UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
UART Printf Example:retarget the C library printf function to the UART
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雖然調(diào)整了timertask的優(yōu)先級(jí)至最高，但是依然會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的偏差。
解決方案
考慮到FreeRTOS定時(shí)器的精準(zhǔn)性不高，建議客戶使用SysTick或者M(jìn)CU的外設(shè)硬件定時(shí)器。
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