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单片机任务调度架构解析与调度器性能分析与调优实战

共计 30 章节
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01
任务调度基础
什么是任务调度？为什么单片机需要任务…
任务调度基础什么是任务调度？…
02
调度器核心概念
任务控制块(TCB) · 任务状态机 · 上下文切换(Context Swit…
调度器核心概念TCB
03
调度算法(上)
先来先服务(FCFS) · 短任务优先(SJF) · 时间片轮转(RR)算法详解与对比
调度算法FCFS
04
调度算法(下)
优先级调度 · 多级反馈队列 · EDF最早截止时间优先算法详解
调度算法优先级调度
05
抢占式与非抢占式调度
抢占式内核的实现代价 · 临界区保护 · 关中断的艺术
抢占式非抢占式调度
06
任务状态与切换
就绪态 · 运行态 · 阻塞态
任务状态切换
07
调度器启动流程
系统初始化 · 空闲任务创建 · 第一个任务的启动
调度器启动流程系统初始化
08
PendSV异常与上下文切换
Cortex-M内核的PendSV机… · 寄存器压栈出栈 · FPU上下文的处理
PendSV异常
09
任务堆栈管理
任务栈大小估算 · 栈溢出检测 · MPU保护与栈空间回收
任务堆栈管理任务栈大小估算
10
调度器性能指标
任务切换时间 · 中断延迟 · 调度抖动(Jitter)
调度器性能指标任务切换时间
11
调度器性能分析工具
逻辑分析仪 · DWT时钟周期计数器 · Tracealyzer/System…
调度器性能分析工…逻辑分析仪
12
测量任务切换时间
GPIO翻转法 · DWT_CYCCNT寄存器测量 · 汇编级精确计时
测量任务切换时间GPIO
13
测量中断延迟
中断响应时间 · 中断恢复时间 · 锁中断对延迟的影响
测量断延迟
14
调度器开销分析
调度点查找 · 链表遍历 · 优先级位图算法的时间复杂度
调度器开销分析调度点查找
15
优先级位图调度算法
查表法 · 前导零指令(CLZ) · O(1)调度器的实现
优先级位图调度算…查表法
16
就绪表优化
双向链表 vs 位图 vs 跳表 · 不同任务数下的性能对比
就绪表优化vs
17
临界区保护优化
关中断 vs 互斥量 vs 调度锁 · 各自的开销与适用场景
临界区保护优化vs
18
任务切换优化(上)
减少不必要的上下文切换 · 合并切换点 · 批量处理
任务切换优化减少不必要的上下…
19
任务切换优化(下)
Lazy Stacking机制 · FPU延迟保存 · 寄存器窗口技术
任务切换优化Lazy
20
中断嵌套与优先级管理
中断优先级分组 · 中断嵌套深度控制 · 零延迟中断
断嵌套优先级管理
21
时间片调度优化
时间片大小选择 · 动态时间片调整 · 时间片耗尽处理
时间片调度优化时间片大小选择
22
空闲任务与功耗管理
空闲任务钩子 · WFI指令 · Tickless模式与低功耗调度
空闲任务功耗管理
23
多核调度基础
AMP与SMP架构 · 核间通信 · 任务迁移与负载均衡
多核调度基础AMP
24
实时性分析
任务最坏执行时间(WCET) · 响应时间分析(RTA) · 可调度性判定
实时性分析WCET
25
优先级反转与继承
经典问题复现 · 优先级继承协议 · 优先级天花板协议
优先级反转继承
26
死锁与活锁
死锁产生的四个必要条件 · 死锁预防与避免 · 活锁检测
死锁活锁
27
调度器测试与验证
单元测试框架 · 压力测试 · 长时间稳定性测试方法
调度器测试验证
28
调度器选型指南
FreeRTOS vs uC/OS…
调度器选型指南FreeRTOS
29
自研简易调度器实战
从零实现一个协作式调度器 · 代码逐行讲解
自研简易调度器实…从零实现一个协作…
30
综合实战
基于STM32的智能小车调度系统 · 多任务协同与性能调优全流程
综合实战STM32