两个任务之间的同步

Question

这实际上是嵌入式系统中固件的设计问题 我有两个独立执行的ISR（具有相同的优先级）。 当h / w生成数据时会触发这些ISR。 我想要一个必须在task1和task2之间同步的机制。任务2必须知道在task1中计算的某些值，然后在计算task2中的某些值时必须考虑这些值。 我没有使用OS原语，即系统没有任何操作系统。 Task1在ISR2的上下文中的ISR1和task2的上下文中执行。 我们使用的处理器是STMicroelectronics 32控制器

编辑：其他信息 处理器连接到某些IP，当它们准备好数据时触发中断。这些IP在输入流帧数据上充当累加器类型。

Answer 1

我不会在中断上下文中进行繁重的处理，只需读取数据并设置标志。

然后可以在主循环中的简单调度程序中检查标志，以根据需要执行任务。因此，任务不能互相中断，也不能看到其他任务的输出不一致。

任务还可以设置此标志以激活另一个任务。例如。 Task1可以激活Task2，因为Task2需要来自Task1的值。

对于在ISR中读取的数据，您需要一些缓冲区。取决于传入数据的时间，可能是环形缓冲区或双缓冲区。

Answer 2

• 在读取或写入共享值
之前禁用中断
• 在读取或写入共享值
后重新启用中断

Answer 3

我会尝试根据有限的信息给你答案，假设：

• 一个简单的自制调度程序用于根据简单的criterea调用task1和task2
• task1和task2运行完成（即不要互相抢占）
• 数据是基于字节的流（如果需要数据包，则需要稍微不同的实现）

我在设计嵌入式系统时经常尝试的是最大限度地减少信号量的使用，并模拟无锁数据流。我将在下面说明这一点：

asynchronous (lock free) communication queues http://www.freeimagehosting.net/uploads/477741db06.gif 可以通过使用线程安全的FIFO队列将ISR与任务分离。可以在http://msmvps.com/blogs/vandooren/archive/2007/01/05/creating-a-thread-safe-producer-consumer-queue-in-c-without-using-locks.aspx

中找到一个示例

这样的实现（没有锁定）没有操作系统依赖性，应该很容易支持。这也提供了一个明确的生产者 - 消费者设计，没有死锁。

假设任务由home-brewn调度程序触发，您可以选择检查那里的事件（非空fifo）。 即if（TRUE == fifo_filled（my_read_queue））{invoke task 1}

现在关于task1和task2的同步。 如果task1只是生成数据，则可以使用相同的机制：如果你有一个队列（fifo），task1可以在其中写入数据，任务2可以读取，那么任务就会被解耦。同样，这可以在您的调度程序中检查（if（TRUE == fifo_filled（task1_to_2_queue（））{invoke task2}}

如果您需要更多（例如，如果任务未运行完成但被抢占），您将需要一些机制来同步。选项包括： - 无论如何使用（免费）操作系统或简单的调度程序 - 酿造你自己的（我的经验：只有当它像for循环和一些if语句一样简单时才应该完成） - 使用简单的调度程序（比完整的RTOS轻得多） - 将task1和task2集成在一起的重构代码。在这种情况下，您将有效地使调度程序成为应用程序代码的一部分。

注意：我在本说明中使用的示例函数（fifo_filled（））不是示例代码的一部分。如果（读！=写）它应该返回true 此外，示例代码使用全局变量读写;你可以谷歌一个能够处理多个队列的函数，或者将读/写和缓冲变量移动到结构中，并参考参数中的结构。

另一种方法是通过中断禁用创建一个关键部分。但是，我试图限制它，因为它经常创建一个强大的系统耦合，并且代码变得更难重用。

Answer 4

我是从没有操作系统，没有C和寄存器等真正的框架的角度来看这个。我这样做的方法是为每个ISR提供一个状态变量，其他ISR可以看到。然后当您输入ISR1时，您只需检查ISR2的任务状态并根据需要进行操作。然后调用ISR2并检查其自身的状态和ISR1的状态，并按其认为合适的方式运行。我在头文件中使用ENUM来枚举状态以便清晰（INIT，WAITONDATA等），然后在ISR中使用一个开关来处理每个状态。然后你必须确保两个ISR都可以看到需要共享的数据并且你已经设置好了。

当然，正如其他人所说，你不想在ISR中做很多计算。您只想设置一个事件已发生的标志或某些数据，然后处理主循环中的数据。然后，您的系统不会被阻止处理ISR太长时间。您可以以相同的方式执行此操作 - 可以在主循环中看到的状态变量（或者至少是您从主循环执行数据操作的函数）和ISR。在ISR中更改其状态并在主循环函数中检查该状态。根据需要做家务。

不要忘记 - 如果要更新ISR中的变量，则必须将它们定义为volatile！

volatile uint8 state = INIT;

例如。