FreeRTOS 任务管理之时间片

FreeRTOS有三种调度算法：带时间片的抢占式调度、不带时间片的抢占式调度、协作式调度。

时间片（Time Slicing）

时间片可以让优先级相等的任务之间获得近似均等的执行事件。

注意：上面的情况是优先级相同的情况，如果优先级不同，按照抢占式调度规则决定。

通过配置文件开关时间片

在Core->Inc->FreeRTOSConfig.h中，找到configUSE_TIME_SLICING，配置是否开启时间片，写0代表不带时间片，写1代表带时间片。

/* Set configUSE_TIME_SLICING to 1 to have the scheduler switch between Ready
* state tasks of equal priority on every tick interrupt. Set
* configUSE_TIME_SLICING to 0 to prevent the scheduler switching between Ready
* state tasks just because there was a tick interrupt. See
* https://freertos.org/single-core-amp-smp-rtos-scheduling.html. */
#define configUSE_TIME_SLICING 1

	configUSE_PREEMPTION	configUSE_TIME_SLICING
带时间片的抢占式调度	1	1
不带时间片的抢占式调度	1	0
协作式调度	0	×

例：在时间片关闭和时间片开启的情况下，分别测试以下程序，看看输出结果有什么区别。

#include <string.h>
 
const char *task1Str = "Task 1 is running.\n";//Task1要打印的字符串
const char *task2Str = "Task 2 is running.\n";//Task2要打印的字符串
 
//通过串口打印字符串
static void PrintString(const char *Str)
{
	vTaskSuspendAll();//暂停调度器
	HAL_UART_Transmit(&huart1, (const uint8_t *)Str, strlen(Str), HAL_MAX_DELAY);
	xTaskResumeAll();//恢复调度器
}
 
//任务1和任务2共用该代码，通过pvParameters传递要打印的字符串
//作用是通过串口打印字符串100次
void vTaskFunction(void *pvParameters)
{
	const char *str = (const char *)pvParameters;
	for(int i = 0; i < 100; i++)
	{
		PrintString(str);
	}
	vTaskDelete(NULL);
}
 
//以相同优先级创建两个任务，但指定不同的参数
xTaskCreate(vTaskFunction, "Task1", 128, (void *)task1Str, 1, NULL);
xTaskCreate(vTaskFunction, "Task2", 128, (void *)task2Str, 1, NULL);

先测试关闭时间片的状况，把configUSE_TIME_SLICING设置为0，关闭时间片。
实验现象是Task 1 is running.先打印100次，然后Task 2 is running.再打印100次。

再测试打开时间片的状况，把configUSE_TIME_SLICING设置为1，打开时间片。
实验现象是Task 1 is running.和Task 2 is running.交替打印。

时间片的底层工作原理

SysTick中断产生时间片。
在vTaskStartScheduler()的内部会自动配置并启动SYSTICK
两个SYSTICK中断之间，就是一个时间片。

调整时间片长度

在Core->Inc->FreeRTOSConfig.h中，使用configTICK_RATE_HZ来修改SYSTICK参数，用来设置SYSTICK中断的频率，单位是赫兹。
默认设置是100，意味着每秒钟SYSTICK溢出100次，即每次10ms，因此时间片长度就是10ms。

例：使用上例的程序，测试configTICK_RATE_HZ设置为100和1000时程序的输出结果有何不同。
configTICK_RATE_HZ设置为100：

configTICK_RATE_HZ设置为1000：

可以看出，原先每打印6次切换一次任务，现在变成每打印1次切换一次任务。