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CH579/CH57x 的TMOS系统使用

消息 系统 执行
2023-03-20 15:31:51 时间

CH57x 的蓝牙中,为了方便其协议栈自身的管理,以及用户的使用,使用一个非常轻量级的操作系统"TMOS",

TMOS 特点:

  • TMOS 实际上就是OSAL的简化版本,这是一个轮询实现的系统，不支持抢占任务;
  • TMOS 系统时钟单位为 625us, 时钟来源为RTC
  • 多任务管理方式实际上只有一个任务在运行
  • 可以使用任务调度的策略将多个任务进行调度，每个任务占用一定的时间，所有的任务通过时间分片的方式处理。

[一些常用的API说明]

//tmosTaskID taskID
//以不同的taskid 来区分不同的任务,越小优先级越高

//tmosEvents event
//每个task 下拥有的event,16bit,每bit代表一个event,对于同一个task,一共16个event,其中0x8000为系统使用,剩下15个为用户使用

//注册task id,一般用于注册任务时候,首先执行的
tmosTaskID TMOS_ProcessEventRegister( pTaskEventHandlerFn eventCb );

//设置一个event,,根据taskid 和event 来决定具体的事件
bStatus_t tmos_set_event( tmosTaskID taskID, tmosEvents event );

//清理一个已经超时的event,不能在自己的event 函数内执行
bStatus_t tmos_clear_event( tmosTaskID taskID, tmosEvents event );

//开始一个定时事件,只执行一次,
//tmosTimer具体是 1600 = 1s
bStatus_t tmos_start_task( tmosTaskID taskID, tmosEvents event, tmosTimer time  );

//开始一个定时事件,不断的执行,除非运行tmos_stop_task关掉,
//tmosTimer具体是 1600 = 1s
bStatus_t tmos_start_reload_task( tmosTaskID taskID, tmosEvents event, tmosTimer time  );

//停止一个定时事件
bStatus_t tmos_stop_task( tmosTaskID taskID, tmosEvents event );

//获取对应taskid 和event 的最后一个周期时常,返回0是没有找到.
tmosTimer tmos_get_task_timer( tmosTaskID taskID, tmosEvents event );

//发送tmos消息
bStatus_t tmos_msg_send( tmosTaskID taskID, uint8_t *msg_ptr );
//接收tmos消息
uint8_t   *tmos_msg_receive( tmosTaskID taskID );

//申请动态内存
uint8_t   *tmos_msg_allocate( uint16_t len );
//释放动态内存
bStatus_t tmos_msg_deallocate( uint8_t *msg_ptr );
//获取tmos系统堆的剩余大小
uint32_t  tmos_memory_getlen(void);
uint8_t   tmos_snv_read( uint8_t id, uint8_t len, void *pBuf);

//tmos的系统处理函数,需要不断在主函数中运行
void TMOS_SystemProcess( void );

//返回tmos系统运行的clock,1600=1s
uint32_t TMOS_GetSystemClock( void );

uint32_t    tmos_rand( void  );   // pseudo-random number                                    
bool        tmos_memcmp( const void *src1, const void *src2, uint32_t len ); // TRUE - same, FALSE - different
bool        tmos_isbufset( uint8_t *buf, uint8_t val, uint32_t len ); // TRUE if all "val",FALSE otherwise
uint32_t    tmos_strlen( char *pString );
uint32_t    tmos_memset( void * pDst, uint8_t Value, uint32_t len );               
void        tmos_memcpy( void *dst, const void *src, uint32_t len ); // Generic memory copy.

注册任务

开始定时事件

[示例代码]

源码:

"tmos_demo_task.h"

#include <stdint.h>

#include "CH57x_common.h"
#include "CH57xBLE_LIB.H"

#define DEMO_TASK_TMOS_EVT_TEST_1   (0x0001<<0)
#define DEMO_TASK_TMOS_EVT_TEST_2   (0x0001<<1)
#define DEMO_TASK_TMOS_EVT_TEST_3   (0x0001<<2)
#define DEMO_TASK_TMOS_EVT_TEST_4   (0x0001<<3)
#define DEMO_TASK_TMOS_EVT_TEST_5   (0x0001<<4)

void demo_task_init(void);
uint8 tmos_demo_task_send_msg( uint8_t task_id,uint8_t *data ,uint16_t length ) ;

"tmos_demo_task.c"

#include "tmos_demo_task.h"
//存储 当前task id 的全局变量
tmosTaskID  demo_task_id = INVALID_TASK_ID;
//系统消息处理的函数

//task的event处理回调函数,需要在注册task时候,传进去
static uint16_t demo_task_process_event( uint8_t task_id, uint16_t events ) {
    if ( events & SYS_EVENT_MSG ) {
        uint8_t *pMsg;
        if ( (pMsg = tmos_msg_receive( demo_task_id )) != NULL ) {
            //We can’t get the length of the received message here, 
            //Length information is required when using variable length messages
            PRINT("revice data:");
            for(uint8_t i=0;i<8;i++){
                PRINT("%02x ",pMsg[i]);
            }
            PRINT("
");
            // Release the TMOS message
            tmos_msg_deallocate( pMsg );
        }
        // return unprocessed events
        return (events ^ SYS_EVENT_MSG);
    }
    //event 处理
    if(events & DEMO_TASK_TMOS_EVT_TEST_1) {
        PRINT("DEMO_TASK_TMOS_EVT_TEST_1 evt test 
");
        return (events ^ DEMO_TASK_TMOS_EVT_TEST_1);        
    }
    //event 处理
    if(events & DEMO_TASK_TMOS_EVT_TEST_2) {
        tmos_start_task(demo_task_id,DEMO_TASK_TMOS_EVT_TEST_3,1600);
        PRINT("DEMO_TASK_TMOS_EVT_TEST_2 evt test 
"); 
        return (events ^ DEMO_TASK_TMOS_EVT_TEST_2);  
    }
    //event 处理
    if(events & DEMO_TASK_TMOS_EVT_TEST_3) {
        tmos_start_task(demo_task_id,DEMO_TASK_TMOS_EVT_TEST_3,1600);
        PRINT("DEMO_TASK_TMOS_EVT_TEST_3 evt test 
");

        uint8_t test_data[] = {0x11,0x22,0x33,0x44,0x55,0x66,0x77,0x88};
        PRINT("tmos send fixed length data test
");
        tmos_demo_task_send_msg(demo_task_id,test_data,8);
        return (events ^ DEMO_TASK_TMOS_EVT_TEST_3);
    }
    // Discard unknown events
    return 0;
}

uint8 tmos_demo_task_send_msg( uint8_t task_id,uint8_t *data ,uint16_t length ) {
    uint8_t *p_data;
    if ( task_id != TASK_NO_TASK ) {
        // Send the address to the task
        p_data = tmos_msg_allocate(length);
        if ( p_data ) {
            tmos_memcpy(p_data,data,length);
            tmos_msg_send( task_id, p_data );
            return ( SUCCESS );
        }
    }
    return ( FAILURE );
}
//初始化task
//包括注册函数,可以注册后去开启event
void demo_task_init( void ) {
    //注册task id,同事把该task的event处理函数传进去
    demo_task_id  = TMOS_ProcessEventRegister( demo_task_process_event );
    //立即开始一个event
    tmos_set_event(demo_task_id,DEMO_TASK_TMOS_EVT_TEST_1);
    //开始一个定时event,1s后产生,当前语句只会产生一次event
    //可以在event产生后去开启event,可以是别的task的,也可以是当前task的event
    tmos_start_task(demo_task_id,DEMO_TASK_TMOS_EVT_TEST_2,1600);
}

使用:

  1. 把上面"tmos_demo_task.c" 和 "tmos_demo_task.h" 两个文件加到工程里面
  2. 在main函数里的while(1)之前上面调用 demo_task_init();

现象:

  1. 芯片先运行 PRINT("DEMO_TASK_TMOS_EVT_TEST_1 evt test ");
  2. 一秒后运行 PRINT("DEMO_TASK_TMOS_EVT_TEST_2 evt test ");
  3. 然后按照1s一次不断运行 PRINT("DEMO_TASK_TMOS_EVT_TEST_3 evt test ");
    并且对本task发送自定义固定长度消息,然后task里面获取到系统消息,并且打印出来

[注意事项]

任务调度函数使用注意事项：

  1. 禁止在中断中调用,包括操作任务和传递消息
  2. 如果使用了ble,建议不要在单个任务中执行超过连接间隔一半时长的任务，否则将影响蓝牙通讯
  3. CH579/573系列的芯片上,受限于RAM的的大小,TMOS的CNT更新是在TMOS_SystemProcess()里面完成的,这意味着:
    • 如果在事件生效执行的代码中调用延时执行函数时，延时时间以当前事件生效时间点为基准偏移，所以对调用延时执行函数在生效执行的代码中摆放的位置没有要求。
    • 如果启用睡眠,在睡眠醒来后立刻调用tmos_start_task之类的函数,会因tmos的cnt值还是睡眠之前的值并没有更新, 导致相对事件误差比较大(比如已经睡眠了1s,而tmos_start一个500ms的事件,这样会导致tmos认为已经过去了1s,而不是刚刚开始这个task,所以会立刻执行这个task).
  4. 任务存在优先级，根据在xxx_ProcessEvent函数中判断的先后顺序决定，同时生效的任务，先执行先判断，后执行后判断。注意，执行完先判断的事件任务后，要等到任务调度系统轮巡一遍后，才会执行后判断的事件任务。
  5. 事件名按位定义，每一层taskID最多包含1个消息事件和15个任务事件（共16位）

[问题排查]

1. tmos_start_task 事件却没有运行?

  • 如果tmos_start_task返回值是false,则代表调用失败
    • 调用失败可能是tmos的ram不够了比如真的比较少,或者申请的ram 没有释放;
    • 可能是task id 没有申请
  • 如果是调用成功,是不是其他地方给stop了
  • 或者对应的event之前,被别的event给处理了,比如return (events ^ xxxx_EVT);

2. 获取tmos系统堆的剩余内存大小

调用下面函数既可以,可以写个周期事件,定时监控

  uint32_t  tmos_memory_getlen(void);

[高级使用]

消息管理

消息是一个带有数据的事件，用于协议栈各层之间传递数据，支持同时添加多个消息。

//申请内存函数，发送消息之前需要先给消息申请内存空间。如果返回为NULL，则申请失败。
extern u8   *tmos_msg_allocate( u16 len );

//发送消息函数，参数为消息想要发送到哪一层的taskID以及消息指针。当调用此函数时，对应参数taskID层的消息事件将会立即置1生效
extern bStatus_t tmos_msg_send( tmosTaskID taskID, u8 *msg_ptr );

//接收消息函数，参数为想要接收哪一层的taskID。
//这里我们并得不到消息的长度,如果是变长信息,需要在信息里面有消息长度指示,比如第一个字节为长度
extern u8   *tmos_msg_receive( tmosTaskID taskID );

//释放消息占用内存的函数，处理完消息后需要释放内存占用。
extern bStatus_t tmos_msg_deallocate( u8 *msg_ptr );

//获取tmos系统堆的剩余大小
uint32_t  tmos_memory_getlen(void);

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