01
运动控制基础
运动控制系统概述 · 核心指标 · 典型应用场景
数控机床机器人3D打印
02
实时系统概念
硬实时与软实时 · RMS/EDF调度 · 与分时系统区别
调度算法实时内核
03
主流RTOS选型分析
FreeRTOS · RT-Thread · uC/OS-III · VxWorks · QNX
架构对比选型策略
04
移植环境搭建
交叉编译链 · JLink/ST-Link · 工程模板创建
ARM GCCIAR
05
RTOS内核架构解析
TCB · 就绪表 · 调度器核心 · 临界区保护
任务控制块调度
06
启动流程与汇编层移植
芯片启动 · 向量表重定向 · 时钟初始化 · 汇编启动
汇编启动文件
07
任务切换核心实现
PendSV异常 · 上下文保存/恢复 · 任务栈初始化
SVC上下文切换
08
中断管理移植
中断嵌套 · 延迟优化 · 信号量在ISR中使用
中断同步ISR
09
时钟节拍与定时器
SysTick · 时钟节拍中断 · 软件定时器 · 时间片轮转
定时器时间片
10
内存管理移植
静态内存池 · heap_1~heap_5 · 内存碎片对策
动态分配碎片
11
任务间通信机制
队列底层 · 队列锁 · 中断中使用 · 消息邮箱
Queue通信
12
信号量与互斥量
二值/计数/互斥信号量 · 优先级继承 · 死锁预防
互斥死锁
13
事件标志组
数据结构 · 多事件同步 · 运动控制应用
事件同步标志组
14
任务通知
高效性 · 替代信号量/队列 · 局限性
轻量级通知
15
软件定时器
命令队列 · 回调函数 · 运动控制周期性任务
定时器回调周期
16
低功耗与Tickless模式
Tickless原理 · 停止/待机 · 实时性影响
低功耗Tickless
17
MPU与内存保护
MPU配置 · 任务隔离 · 特权级切换 · 越界防范
MPU保护
18
多核与SMP移植
多核启动 · IPI · 共享资源 · 缓存一致性
SMPCache
19
运动控制算法集成
PID任务化 · 速度曲线 · 位置/速度环划分
PIDS曲线
20
电机驱动接口移植
PWM任务 · 编码器读取 · FOC · 电流/速度环优先级
电机FOC
21
通信协议栈移植
CANopen · EtherCAT · Modbus RTU
工业总线协议
22
文件系统与日志
LittleFS移植 · 轨迹日志 · 故障存储
文件系统日志
23
Shell与调试接口
FinSH/命令行 · 任务状态 · 内存统计 · 栈溢出检测
调试Shell
24
性能测试与基准
上下文切换时间 · 中断延迟 · 响应时间 · 逻辑分析仪
基准延迟
25
稳定性与可靠性
看门狗 · 任务级喂狗 · 异常处理与恢复
看门狗容错
26
Bootloader与固件升级
Bootloader设计 · CRC32 · 双备份 · OTA
升级OTA
27
安全与加密
安全启动 · AES加密 · TLS · 防篡改
加密安全
28
实战项目一：三轴运动控制器
需求分析 · 任务划分 · 优先级 · 联调
三轴实战
29
实战项目二：SCARA机器人控制器
多轴同步 · 插补算法 · I/O与传感器管理
SCARA插补
30
总结与进阶
常见问题排查 · 性能优化 · Rust在RTOS中的应用展望
Rust优化