无人机RTOS移植与优化 · 课程目录

RTOS基础概念 ⭐ 核心

实时操作系统定义 · 任务调度 · 中断管理 · 时钟节拍

FreeRTOS内核架构 ⚙️ 源码

任务控制块 · 就绪列表 · 延时列表 · 内存管理方案

任务创建与管理 🧵 多任务

任务函数原型 · 优先级 · 堆栈配置 · 删除与挂起

任务调度算法 ⚡ 抢占

优先级抢占 · 时间片轮转 · 协作式 · 调度器挂起

队列与信号量 📬 IPC

队列创建收发 · 二值/计数信号量 · 互斥量与优先级继承

事件组与任务通知 🚩 高效

事件组位操作 · 任务通知替代信号量 · 性能对比

软件定时器 ⏱️ 回调

定时器回调 · 自动重载/单次 · 守护任务 · 精度开销

内存管理深入 🧠 heap

heap_1~5分析 · 内存碎片 · 动态/静态分配选择

中断管理最佳实践 🚨 安全

中断嵌套 · 临界区 · 延迟中断处理 · 中断安全API

低功耗Tickless模式 🔋 省电

Tickless原理 · 停止/休眠 · 唤醒补偿 · 功耗实测

STM32平台移植准备 🔧 硬件

MCU选型 · 时钟树 · 启动文件 · HAL/LL库选择

FreeRTOS移植步骤 📂 源码

目录结构 · port层 · config配置 · 编译链接

系统时钟配置 ⏲️ SysTick

SysTick配置 · HAL_TIM替代 · 精度验证 · 漂移补偿

中断向量表重定向 ↪️ VTOR

VTOR寄存器 · RAM/Flash向量 · 中断优先级分组

FPU与MPU配置 🧮 浮点

浮点单元启用 · MPU保护 · 栈溢出检测 · 特权级

外设驱动适配 🔌 封装

GPIO/UART/SPI/I2C · DMA与中断 · 驱动与OS解耦

传感器数据采集 📡 融合

IMU/气压计/GPS驱动 · 数据同步 · 传感器融合预处理

PWM与电机控制 🔄 驱动

PWM生成 · 电机协议 · 控制周期抖动优化 · 急停

通信协议栈移植 📡 MAVLink

MAVLink解析 · UART DMA · CRC校验 · 心跳超时

SD卡与文件系统 💾 FatFS

FatFS移植 · 多任务文件访问 · 日志 · 掉电保护

任务优先级设计 📊 调度

速率单调调度 · 优先级反转 · 可调度性分析 · 负载均衡

堆栈深度优化 📏 分析

堆栈分析工具 · 递归限制 · 局部变量优化 · 堆栈共享

上下文切换优化 ⚡ 汇编

切换点选择 · 汇编优化 · Lazy Stacking · 时间测量

系统Tick优化 ⏱️ 基准

Tick频率选择 · 软件补偿 · 高精度延时 · 时间基准

内存优化策略 🧩 链接

链接脚本调整 · BSS压缩 · 常量定位 · Cache一致性

性能分析工具 📈 Trace

Tracealyzer集成 · 任务执行时间 · CPU负载 · 瓶颈定位

安全与可靠性 🛡️ 看门狗

看门狗集成 · 异常钩子 · 任务健康监测 · 故障恢复

多核与SMP移植 🧠 多核

AMP/SMP模式 · 核间通信 · 共享资源保护 · 缓存一致性

Bootloader设计 📦 升级

固件升级流程 · 双备份 · 校验回滚 · 启动时间优化

综合实战案例 🚁 四旋翼

飞控系统移植 · 传感器融合 · 控制环路优化 · 飞行调参