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RTOS任务调度与内存管理嵌入式工程师实战

共计 30 章节
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01
RTOS概述
什么是RTOS · RTOS与裸机系统的区别 · 主流RTOS介绍（FreeRTOS/…
RTOS什么是
02
任务创建与管理
任务控制块(TCB) · 任务栈 · 任务状态机（就绪/运行/阻塞/挂起）
任务创建管理
03
任务调度机制
调度器工作原理 · 优先级调度算法 · 时间片轮转调度
任务调度机制调度器工作原理
04
任务同步与通信
信号量（二值/计数/互斥） · 消息队列 · 事件标志组
任务同步通信
05
中断管理
中断嵌套与优先级 · 中断延迟与抖动 · 临界区保护
断管理断嵌套
06
时钟与定时器
系统滴答时钟(SysTick) · 软件定时器 · 高精度定时器
时钟定时器
07
内存管理基础
嵌入式内存布局（堆/栈/静态区） · 内存碎片问题 · 动态内存分配（malloc/free…
内存管理基础嵌入式内存布局
08
静态内存分配
静态创建任务/队列/信号量 · 静态内存池设计 · 固定大小块分配
静态内存分配静态创建任务
09
动态内存分配
堆内存管理算法（First Fit/… · FreeRTOS heap_1到he… · 内存对齐与字节对齐
动态内存分配First
10
内存池管理
固定大小内存池实现 · 伙伴算法 · slab分配器
内存池管理固定大小内存池实…
11
栈管理
任务栈大小估算 · 栈溢出检测机制（硬件/软件） · 栈回溯与调试
栈管理任务栈大小估算
12
堆管理
多堆策略 · 内部堆与外部堆 · 堆扩展机制
堆管理多堆策略
13
内存保护单元(MPU)
MPU工作原理 · 区域划分与权限控制 · 任务隔离与保护
MPU内存保护单元
14
低功耗与内存
睡眠模式与内存保持 · 低功耗定时器 · 唤醒源与内存状态
低功耗内存
15
多核与内存管理
SMP与AMP架构 · 核间通信与共享内存 · 缓存一致性
多核内存管理
16
实时性分析
任务最坏情况执行时间(WCET) · 调度延迟分析 · 优先级反转与解决（优先级继承/天花板…
实时性分析WCET
17
性能优化
任务切换开销优化 · 系统调用优化 · 内存访问优化
性能优化任务切换开销优化
18
调试与诊断
RTOS感知调试 · 任务状态监控 · CPU利用率统计
调试诊断
19
安全与可靠性
安全关键系统要求 · 内存隔离与沙箱 · 看门狗与故障恢复
安全可靠性
20
文件系统与存储
嵌入式文件系统（LittleFS/F… · 存储设备驱动 · 磨损均衡
文件系统存储
21
设备驱动框架
RTOS设备驱动模型 · 字符设备与块设备 · 中断驱动I/O
设备驱动框架RTOS
22
网络协议栈
LwIP协议栈内存管理 · 零拷贝网络栈 · Socket缓冲区管理
网络协议栈LwIP
23
图形与显示
GUI内存需求分析 · 帧缓冲管理 · 双缓冲与三缓冲
图形显示
24
音频处理
音频缓冲区管理 · 音频任务实时性 · 音频DMA与内存
音频处理音频缓冲区管理
25
传感器融合
传感器数据缓冲区 · 滤波算法内存优化 · 卡尔曼滤波器内存管理
传感器融合传感器数据缓冲区
26
电机控制
电机控制任务实时性 · PWM与定时器 · 电流环/速度环/位置环调度
电机控制电机控制任务实时…
27
Bootloader设计
Bootloader内存布局 · 固件升级与内存擦写 · 双备份启动
Bootloader设计
28
系统集成
多任务系统设计模式 · 内存预算与规划 · 系统启动流程
系统集成多任务系统设计模…
29
测试与验证
单元测试框架 · 内存压力测试 · 任务调度测试
测试验证
30
项目实战
智能家居网关项目 · 无人机飞控项目 · 工业数据采集器项目
项目实战智能家居网关项目