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在MCU微控制器单元，任务调度的核心是高效管理CPU资源，确保多任务系统既能快速响应紧急事件，又能公平分配计算资源。 下面从技术实现、资源管理、优化技巧三个方面，分享拆解MCU任务调度的关键技术细节。
一、任务切换与优先级判定，这个算是核心。 MCU任务调度的底层逻辑依赖两大技术： 上下文切换与优先级判定，二者共同决定谁先执行和如何切换。 保存与恢复任务状态，当任务被抢占或时间片用完时，调度器需保存当前任务的寄存器状态像程序计数器PC、栈指针SP、通用寄存器R0-R3等，并恢复新任务的上下文。 实现方式，ARM Cortex-M系列MCU通过PENDSV可挂起系统调用中断实现上下文切换。当定时器中断触发时，CPU自动保存当前任务状态，并跳转到调度器入口。通过汇编指令手动保存/恢复寄存器。在AVR单片机中，任务切换函数需保存SREG状态寄存器、PC程序计数器等关键寄存器。初学者手动实现上下文切换时漏保存LR链接寄存器，导致任务切换后程序跑飞。调试时发现，任务切换就像演员换戏服时丢了台词本——下一场戏根本没法演。
快速定位最高优先级任务，调度器通过优先级表或位图快速查找最高优先级就绪任务。优先级数值越低，优先级越高μC/OS-II中优先级0为最高。 实现方式，使用32位无符号整数表示优先级状态，每一位对应一个优先级。优先级3的任务就绪时，将位图的第3位设为1。查找最高优先级时，只需一条CLZ计算前导零指令即可定位最高位。维护一个就绪任务链表，按优先级排序。调度时遍历链表，找到第一个就绪任务，像工业控制器项目用位图加速优先级判定，将电机控制任务设为优先级0，通信任务设为优先级1。通过CLZ指令实现10μs内完成任务切换，满足硬实时要求。
二、资源管理 多任务系统中，资源竞争是常见问题。 信号量，控制资源的使用许可证，任务访问共享资源外设、内存前需获取信号量，若信号量为0则等待。信号量分为二进制信号量0/1，用于互斥和计数信号量多任务共享。 实现方式，二进制信号量，通过xSemaphoreTake()和xSemaphoreGive()操作，实现资源互斥访问。 计数信号量，用于多任务共享资源打印机池，任务获取信号量后使用资源，释放时信号量计数加1。智能摄像头项目未使用信号量保护图像缓冲区，导致两个任务同时写入数据，画面撕裂。
互斥锁，解决优先级反转的特权升级，高优先级任务等待低优先级任务释放资源时，通过优先级继承临时提升低优先级任务优先级，避免优先级反转。 提供vTaskPriorityInherit()函数，当低优先级任务持有互斥锁时，其优先级被提升至等待该锁的最高优先级任务的优先级。 消息队列，任务间通过消息队列通信，发送方将消息放入队列，接收方从队列取出消息，避免直接共享数据导致的竞争。队列支持优先级消息（高优先级消息先处理）和阻塞式/非阻塞式读取。xQueueSend()和xQueueReceive()函数。
三、优化技巧：提升系统性能的关键 即使设计完美，也可能遇到性能瓶颈，需通过以下技巧优化： 长任务拆分，把“马拉松”切成“短跑” 将长耗时任务拆分为多个子任务，每个子任务在一个时间片内执行一部分，通过状态机控制流程。使用switch-case或函数指针跳转实现状态迁移，确保子任务执行时间短于时间片。
中断优化，中断服务程序（ISR）保持短小精悍，耗时操作交给低优先级任务处理中断下半部”机制。ISR中仅标记事件，主循环处理事件。在触摸屏驱动中，ISR检测到触摸事件后，仅设置标志位，主循环读取标志位并处理坐标数据。
功耗管理，无任务运行时进入低功耗模式休眠、停止，通过事件触发唤醒。使用WFI（等待中断）或WFE（等待事件）指令进入低功耗模式。无线传感器节点在无数据采集时进入休眠，仅通过定时器中断唤醒。
MCU任务调度的技术本质，MCU任务调度的核心是平衡实时性、公平性和资源利用率，通过上下文切换、优先级判定、资源管理等技术实现多任务高效协作。开发者需根据场景选择策略：简单控制任务可用超级循环；需要快速响应外部中断的任务可用前后台系统；多任务伪并行需求可用时间片轮转；低功耗设备可用事件驱动+休眠模式。最终目标是通过技术手段，让系统像一台精密机器，各任务各司其职，避免抢台”或“卡壳。
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