FreeRTOS深度优化实战 · 课程目录

Cortex-M与FreeRTOS概述

内核架构 · 设计哲学 · 为何深度优化

任务创建与栈深度优化

TCB精简 · 静态分配 · 最小栈计算

调度器启动与上下文切换

启动流程 · PendSV异常 · 压栈出栈

任务切换机制深度剖析

链表管理 · 位图算法 · 就绪列表加速

临界区与中断管理

临界区保护 · 中断嵌套 · Basepri妙用

内存管理优化

heap_4/5对比 · 碎片抑制 · MPU保护

队列与信号量优化

队列机制 · 轻量信号量 · 任务通知替代

软件定时器优化

定时器列表 · 回调上下文 · 精度权衡

任务通知机制

通知值传递 · 状态机 · 替代队列/信号量

低功耗Tickless模式

Tickless原理 · 停止/待机 · 唤醒补偿

中断延迟优化

向量表重定向 · 尾链中断 · 零延迟

MPU与内存保护

区域配置 · 任务隔离 · 堆栈溢出检测

FPU与浮点优化

Lazy Stacking · 上下文开销 · 禁用场景

任务优先级与调度策略

优先级天花板 · 时间片 · 协作式

互斥量与死锁预防

互斥量实现 · 优先级继承 · 死锁检测

事件组与任务同步

位操作 · 多任务同步 · 与信号量对比

流缓冲区与消息缓冲区

流式数据 · 零拷贝 · 中断安全API

Hook函数与调试

空闲Hook · 栈溢出Hook · 运行时统计

Trace与性能分析

FreeRTOS+Trace · 切换时间 · CPU负载

多核与SMP优化

SMP调度器 · 核间通信 · 缓存一致性

Cortex-M7与M33优化

双发射 · TrustZone · MPU增强

编译器优化与链接脚本

GCC/ARMCC · 函数内联 · 节区布局

汇编级优化

关键路径重写 · 指令调度 · 循环展开

Cache与预取优化

I/D Cache配置 · 预取策略 · 抖动避免

DMA与任务卸载

DMA传输解耦 · 中断同步 · 零拷贝

实时性测试与验证

WCET分析 · 中断延迟 · 任务响应时间

Bootloader与安全启动

安全固件更新 · 签名验证 · 回滚保护

OTA与远程升级

差分升级 · 断点续传 · 版本管理

功耗优化综合案例

传感器节点 · 动态调频 · 外设电源

项目实战：工业控制器优化

完整架构 · 性能调优 · 测试报告