stm32 - 如何在 RTOS 的 Cortex-M3 微控制器中以高频（> 100kHz）运行周期性线程？

Question

我正在使用 STM32F107VC 微控制器实现高频（>100kHz）数据采集系统。它使用 spi 外设与高频 ADC 芯片通信。我必须使用 RTOS。我怎样才能做到这一点？

我尝试过 FreeRTOS，但它的最大滴答频率是 1000Hz，所以我不能使用 FreeRTOS 每 1us 运行一个线程。我也试过 Keil RTX5，它的滴答频率可以高达 1MHz，但我在某处研究过，不建议将滴答频率设置为高，因为它会增加整体上下文切换时间。所以我该怎么做？谢谢。

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Answer 1

您不想以此频率运行任务。正如您所提到的，上下文切换会破坏性能。这是非常低效的。

相反，您想使用缓冲、中断和 DMA。由于它是一个高频ADC芯片，它可能有自己的内部缓冲器。检查数据表。如果芯片有 16 个采样缓冲器，则 100kHz 采样只需要 6.25kHz 处理。现在不要使用任务来处理 6.25kHz 的样本。在中断（定时器或某个信号）中进行接收，中断应该只填充一个缓冲区，当缓冲区已满时唤醒一个任务进行处理（并切换到另一个缓冲区直到任务完成）。有了这个，你可以有一个每 10 毫秒左右运行一次的任务。中断不是上下文切换。在 Cortex-M3 上，它将有大约 12 个周期的延迟，这在 6.25kHz 时低到可以忽略不计。
如果您的 ADC 芯片没有缓冲区（但我对此表示怀疑），您可能会接受 100kHz 中断，但在其中放置尽可能少的代码。

如果您的 MCU 支持，更好的解决方案是使用 DMA。例如，您可以设置 DMA 以使用定时器作为请求生成器从 SPI 接收。根据您的情况，配置可能是不可能的或棘手的，但工作的 DMA 意味着您可以接收大量的样本缓冲区，而无需在 MCU 上运行任何代码。