嵌入式除颤仪RTOS实时系统实战 · 课程目录

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01RTOS基础与医疗设备概述

嵌入式系统在医疗设备中的应用、RTOS核心概念（任务、调度、中断）、除颤仪工作原理简介。

02开发环境搭建

基于STM32的硬件平台介绍、FreeRTOS源码移植、IDE（Keil/IAR）配置与调试技巧。

03任务创建与管理

任务状态机（就绪、运行、阻塞、挂起）、任务优先级设计、任务堆栈大小估算与优化。

04任务调度机制

抢占式调度与时间片轮转、调度器启动与挂起、我在项目中遇到的优先级反转问题。

05队列与任务通信

队列的创建、发送与接收、队列在除颤仪数据采集中的应用、队列超时处理。

06信号量与互斥量

二值信号量、计数信号量、互斥量与优先级继承、解决共享资源访问冲突。

07事件标志组

事件标志的置位与等待、多事件同步机制、在除颤仪状态机中的应用。

轻量级任务通信、任务通知替代信号量的性能对比、实际项目中的选择建议。

09软件定时器

定时器回调函数、自动重载与单次模式、在除颤仪充电计时中的应用。

中断优先级配置、延迟中断处理（Bottom Half）、在中断中使用队列的注意事项。

静态内存分配与动态内存分配、heap_1到heap_5的选择策略、内存碎片问题与解决方案。

12低功耗设计

Tickless模式原理、STM32低功耗模式与RTOS结合、除颤仪待机功耗优化实战。

13任务堆栈溢出检测

堆栈溢出钩子函数、MPU保护机制、我曾经遇到的一次堆栈溢出导致死机的排查过程。

14系统时钟与时间管理

系统节拍时钟配置、时间片长度选择、vTaskDelay与vTaskDelayUntil的区别。

15多任务同步与互斥实战

生产者-消费者模型、在除颤仪心电信号采集中的应用、数据丢失问题排查。

16除颤仪主控任务设计

主控任务状态机设计、充电控制任务、放电控制任务、安全监控任务。

17心电信号采集任务

ADC采样任务设计、DMA与RTOS结合、数据滤波与缓存策略。

18用户界面任务

LCD显示任务设计、按键扫描任务、菜单导航逻辑、避免界面卡顿的技巧。

19通信协议任务

UART通信任务、自定义协议解析、与上位机通信的实时性保证。

20安全关键任务设计

看门狗任务、自检任务、异常处理与系统恢复、IEC 62304标准简介。

21任务优先级分配策略

Rate Monotonic Scheduling理论、优先级分配表设计、我在实际项目中的调整经验。

22死锁与活锁问题

死锁产生条件、预防策略、实际项目中的死锁案例分析。

23RTOS性能分析

任务切换时间测量、中断延迟测量、利用FreeRTOS的Trace功能进行性能调优。

24多核与SMP扩展

AMP与SMP架构对比、在STM32H7上的双核应用、任务分配策略。

25Bootloader设计

基于RTOS的Bootloader架构、固件升级任务、安全校验机制。

26故障注入与容错测试

模拟任务崩溃、模拟内存泄漏、系统恢复能力验证。

27代码规范与静态分析

MISRA-C在医疗设备中的应用、PC-Lint/Coverity配置、代码审查清单。

28单元测试与集成测试

Unity/CMock测试框架、任务行为测试、模拟硬件接口测试。

29系统集成与调试

多任务联合调试技巧、逻辑分析仪与RTOS Trace结合、常见问题排查指南。

30项目总结与未来展望

除颤仪RTOS设计模式总结、IEC 62304认证经验分享、AI在医疗设备中的应用趋势。