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单片机Tick调度与任务切换故障诊断

共计 30 章节
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01
课程导论与背景
为什么需要任务调度？从裸机编程到RT… · 课程目标与学习路径
课程导论背景
02
系统时钟节拍（Tick）基础
Tick的定义 · 作用与重要性 · Tick与系统时间的关联
Tick系统时钟节拍
03
Tick的硬件实现
使用硬件定时器（如SysTick）产… · 配置与初始化代码实战
Tick的硬件实现
04
Tick中断服务函数设计
Tick ISR的职责 · 处理任务延时与时间片轮转 · 避免ISR过长
Tick断服务函数设计
05
Tick的精度与漂移分析
Tick频率选择对系统性能的影响 · 漂移产生的原因与补偿策略
Tick的精度
06
调度策略概述
抢占式调度 · 协作式调度 · 时间片轮转调度的原理与对比
调度策略概述抢占式调度
07
抢占式调度深度解析
优先级机制 · 任务抢占条件 · 优先级反转问题与解决方案（优先级继承…
抢占式调度深度解…优先级机制
08
协作式调度深度解析
任务主动放弃CPU · 适用场景（如低功耗系统） · 优缺点分析
协作式调度深度解…CPU
09
时间片轮转调度深度解析
时间片大小设定 · 公平性保证 · 与抢占式调度的结合使用
时间片轮转调度深…时间片大小设定
10
调度策略优化（一）
基于任务优先级的静态调度优化 · RMS（速率单调调度）理论简介
调度策略优化基于任务优先级的…
11
调度策略优化（二）
基于任务截止时间的动态调度优化 · EDF（最早截止时间优先）理论简介
调度策略优化基于任务截止时间…
12
调度策略优化（三）
混合调度策略设计 · 结合事件驱动与时间触发的优势
调度策略优化混合调度策略设计
13
任务状态与切换机制
任务状态机（就绪 · 运行 · 阻塞
任务状态切换机制
14
任务切换核心流程
保存上下文 · 选择新任务 · 恢复上下文
任务切换核心流程保存上下文
15
上下文切换代码实战
基于ARM Cortex-M的汇编级…
上下文切换代码实…ARM
16
任务切换的触发时机
Tick中断 · 任务主动挂起（如延时 · 等待信号量）
任务切换的触发时…Tick
17
任务切换的性能开销分析
上下文切换时间测量方法 · 如何优化切换效率
任务切换的性能开…上下文切换时间测…
18
调试工具与手段（一）
使用串口打印任务状态与调度信息 · 实现简易的Trace工具
调试工具手段
19
调试工具与手段（二）
使用逻辑分析仪观测任务切换波形 · 分析调度时序
调试工具手段
20
调试工具与手段（三）
使用IDE调试器（如J-Link R… · SEGGER SystemView）…
调试工具手段
21
故障定位（一）
任务死锁问题分析 · 产生条件与排查方法（资源等待图）
故障定位任务死锁问题分析
22
故障定位（二）
任务优先级反转问题复现与调试 · 使用优先级继承解决
故障定位任务优先级反转问…
23
故障定位（三）
任务堆栈溢出检测与定位 · MPU（内存保护单元）的应用
故障定位任务堆栈溢出检测
24
故障定位（四）
系统Tick丢失或异常问题排查 · 时钟源故障与中断优先级配置错误
故障定位Tick
25
故障定位（五）
任务长时间占用CPU导致其他任务饿死 · 使用看门狗与监控任务
故障定位CPU
26
实战案例（一）
构建一个包含3个周期性任务的系统 · 使用抢占式调度 · 测量任务抖动（Jitter）
实战案例构建一个包含3个…
27
实战案例（二）
构建一个混合关键性系统 · 高安全任务使用协作式 · 普通任务使用抢占式
实战案例构建一个混合关键…
28
实战案例（三）
实现一个简易的串口命令控制台 · 用于动态调整任务优先级与时间片
实战案例实现一个简易的串…
29
性能基准测试
设计一组基准测试用例 · 对比不同调度策略下的吞吐量与响应时间
性能基准测试设计一组基准测试…
30
课程总结与展望
回顾核心知识点 · 推荐进阶学习路径（如多核调度 · 实时Linux）
课程总结回顾核心知识点