使用FreeRTOS在SD卡驱动使用非系统延时导致上电重启不工作的情况

打洞者

一、问题描述
在一个使用FreeRTOS的工程中，只做了SD卡的驱动，由于RTOS使用了Systick，故非系统延时函数使用的是 DWT中的时钟周期（CYCCNT）计数功能，但是在SD卡驱动中使用了这个非系统延时导致，烧写程序后板子工作正常，而下电再上电后板子无反应，分析排查去掉了这个非系统延时后工作正常。

二、使用环境
1）开发环境使用的是MDK5.20，下载器为JLINK；
2）软件工程是V6的FreeRTOS模板工程，SD卡驱动也是V6的，非系统延时函数所在文件为V6的 bsp_dwt.c；
3）硬件板子是自己做的，MCU是STM32F429ZGT6；

三、问题分析
1）硬件板子已使用了一段时间，工作都正常包括下店再上电的情况，故该问题排出了硬件电路的问题；
2）由于之前也遇见过这样的现象，再加之网络查找，和代码分析实验，最后将问题定在了延时 bsp_DelayMS(100)；
3）工程代码

1. int main(void)
2. {
3.     /*
4.       在启动调度前，为了防止初始化STM32外设时有中断服务程序执行，这里禁止全局中断(除了NMI和HardFault)。
5.       这样做的好处是：
6.       1. 防止执行的中断服务程序中有FreeRTOS的API函数。
7.       2. 保证系统正常启动，不受别的中断影响。
8.       3. 关于是否关闭全局中断，大家根据自己的实际情况设置即可。
9.       在移植文件port.c中的函数prvStartFirstTask中会重新开启全局中断。通过指令cpsie i开启，__set_PRIMASK(1)
10.       和cpsie i是等效的。
11.      */
12.     __set_PRIMASK(1);  
13.    
14.     /* 硬件初始化 */
15.     bsp_Init();
16.    
17.     /* 创建任务 */
18.     AppTaskCreate();
19.    
20.     /* 启动调度，开始执行任务 */
21.     vTaskStartScheduler();
23.     /*
24.       如果系统正常启动是不会运行到这里的，运行到这里极有可能是用于定时器任务或者空闲任务的
25.       heap空间不足造成创建失败，此要加大FreeRTOSConfig.h文件中定义的heap大小：
26.       #define configTOTAL_HEAP_SIZE          ( ( size_t ) ( 30 * 1024 ) )
27.     */
28.     while(1);
29. }
31. /*
32. *********************************************************************************************************
33. *    函 数 名: vTaskTaskUserIF
34. *    功能说明: 接口消息处理，这里用作LED闪烁   
35. *    形    参: pvParameters 是在创建该任务时传递的形参
36. *    返 回 值: 无
37. *   优 先 级: 1  (数值越小优先级越低，这个跟uCOS相反)
38. *********************************************************************************************************
39. */
40. static void vTaskTaskUserIF(void *pvParameters)
41. {
42.     while(1)
43.     {
44.         bsp_LedToggle(1);
45.         vTaskDelay(500);
46.     }
47. }
49. /*
50. *********************************************************************************************************
51. *    函 数 名: vTaskLED
52. *    功能说明: LED闪烁   
53. *    形    参: pvParameters 是在创建该任务时传递的形参
54. *    返 回 值: 无
55. *   优 先 级: 2  
56. *********************************************************************************************************
57. */
58. static void vTaskLED(void *pvParameters)
59. {
60.     while(1)
61.     {
62.         bsp_LedToggle(2);
63.         vTaskDelay(1000);
64.     }
65. }
67. /*
68. *********************************************************************************************************
69. *    函 数 名: vTaskMsgPro
70. *    功能说明: 信息处理，这里是用作LED闪烁   
71. *    形    参: pvParameters 是在创建该任务时传递的形参
72. *    返 回 值: 无
73. *   优 先 级: 3  
74. *********************************************************************************************************
75. */
76. static void vTaskMsgPro(void *pvParameters)
77. {
78.     while(1)
79.     {
80.         DemoFatFS();
81.         vTaskDelay(300);
82.     }
83. }
85. /*
86. *********************************************************************************************************
87. *    函 数 名: vTaskStart
88. *    功能说明: 启动任务，也就是最高优先级任务，这里用作LED闪烁
89. *    形    参: pvParameters 是在创建该任务时传递的形参
90. *    返 回 值: 无
91. *   优 先 级: 4  
92. *********************************************************************************************************
93. */
94. static void vTaskStart(void *pvParameters)
95. {
96.     while(1)
97.     {
98.         /* 按键扫描 */
99.         bsp_LedToggle(4);
100.         vTaskDelay(400);
101.     }
102. }
104. /*
105. *********************************************************************************************************
106. *    函 数 名: AppTaskCreate
107. *    功能说明: 创建应用任务
108. *    形    参：无
109. *    返 回 值: 无
110. *********************************************************************************************************
111. */
112. static void AppTaskCreate (void)
113. {
114.     xTaskCreate( vTaskTaskUserIF,       /* 任务函数  */
115.                  "vTaskUserIF",         /* 任务名    */
116.                  512,                   /* 任务栈大小，单位word，也就是4字节 */
117.                  NULL,                  /* 任务参数  */
118.                  1,                     /* 任务优先级*/
119.                  &xHandleTaskUserIF );  /* 任务句柄  */
120.    
121.    
122.     xTaskCreate( vTaskLED,            /* 任务函数  */
123.                  "vTaskLED",          /* 任务名    */
124.                  512,                 /* 任务栈大小，单位word，也就是4字节 */
125.                  NULL,                /* 任务参数  */
126.                  2,                   /* 任务优先级*/
127.                  &xHandleTaskLED ); /* 任务句柄  */
128.    
129.     xTaskCreate( vTaskMsgPro,             /* 任务函数  */
130.                  "vTaskMsgPro",           /* 任务名    */
131.                  512,                     /* 任务栈大小，单位word，也就是4字节 */
132.                  NULL,                   /* 任务参数  */
133.                  3,                       /* 任务优先级*/
134.                  &xHandleTaskMsgPro );  /* 任务句柄  */
135.    
136.    
137.     xTaskCreate( vTaskStart,             /* 任务函数  */
138.                  "vTaskStart",           /* 任务名    */
139.                  512,                    /* 任务栈大小，单位word，也就是4字节 */
140.                  NULL,                   /* 任务参数  */
141.                  4,                      /* 任务优先级*/
142.                  &xHandleTaskStart );   /* 任务句柄  */
143. }

复制代码

1. /*
2. *********************************************************************************************************
3. *    函 数 名: DemoFatFS
4. *    功能说明: FatFS文件系统演示主程序
5. *    形    参：无
6. *    返 回 值: 无
7. *********************************************************************************************************
8. */
9. void DemoFatFS(void)
10. {
11.     uint8_t cmd;
13.     /* 打印命令列表，用户可以通过串口操作指令 */
14.     DispMenu();
15. //    while(1)
16.     {
17.         bsp_Idle();        /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */
19.         if (comGetChar(COM1, &cmd))    /* 从串口读入一个字符(非阻塞方式) */
20.         {
21.             printf("\r\n");
22.             switch (cmd)
23.             {
24.                 case '1':
25.                     printf("【1 - ViewRootDir】\r\n");
26.                     ViewRootDir();        /* 显示SD卡根目录下的文件名 */
27.                     break;
29.                 case '2':
30.                     printf("【2 - CreateNewFile】\r\n");
31.                     CreateNewFile();        /* 创建一个新文件,写入一个字符串 */
32.                     break;
34.                 case '3':
35.                     printf("【3 - ReadFileData】\r\n");
36.                     ReadFileData();        /* 读取根目录下armfly.txt的内容 */
37.                     break;
39.                 case '4':
40.                     printf("【4 - CreateDir】\r\n");
41.                     CreateDir();        /* 创建目录 */
42.                     break;
44.                 case '5':
45.                     printf("【5 - DeleteDirFile】\r\n");
46.                     DeleteDirFile();    /* 删除目录和文件 */
47.                     break;
49.                 case '6':
50.                     printf("【6 - TestSpeed】\r\n");
51.                     WriteFileTest();    /* 速度测试 */
52.                     break;
54.                 default:
55.                     DispMenu();
56.                     break;
57.             }
58.         }
59.         
60. //        bsp_DelayMS(100);            /* 此延时将导致板子重新上电不工作 */
61.         
62.         /* 按键滤波和检测由后台systick中断服务程序实现，我们只需要调用bsp_GetKey读取键值即可。 */
63.         switch (bsp_GetKey())    /* bsp_GetKey()读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */
64.         {
65.             case KEY_DOWN_K1:            /* K1键按下 */
66.                 break;
68.             case KEY_UP_K1:                /* K1键弹起 */
69.                 break;
71.             case KEY_DOWN_K2:            /* K2键按下 */
72.                 break;
74.             case KEY_UP_K2:                /* K2键弹起 */
75.                 break;
77.             case KEY_DOWN_K3:            /* K3键按下 */
78.                 break;
80.             case KEY_UP_K3:                /* K3键弹起 */
81.                 break;
83.             case JOY_DOWN_U:            /* 摇杆UP键按下 */
84.                 break;
86.             case JOY_DOWN_D:            /* 摇杆DOWN键按下 */
87.                 break;
89.             case JOY_DOWN_L:            /* 摇杆LEFT键按下 */
90.                 break;
92.             case JOY_DOWN_R:            /* 摇杆RIGHT键按下 */
93.                 break;
95.             case JOY_DOWN_OK:            /* 摇杆OK键按下 */
96.                 break;
98.             case JOY_UP_OK:                /* 摇杆OK键弹起 */
99.                 break;
101.             case KEY_NONE:                /* 无键按下 */
102.             default:
103.                 /* 其它的键值不处理 */
104.                 break;
105.         }
106.     }
107. }

复制代码

问题就在上段代码第60行的延时函数 bsp_DelayMS(100);

eric2013

把你函数void DemoFatFS(void)里面的while大循环加上，不要注释，而函数static void vTaskMsgPro(void *pvParameters)里面的  vTaskDelay(300);注释掉。

并将你的 bsp_DelayMS(100);   函数所在位置修改为 vTaskDelay(100);就行。

打洞者

eric2013:把你函数void DemoFatFS(void)里面的while大循环加上，不要注释，而函数static void vTaskMsgPro(void *pvParameters)里面的  vTaskDelay(300);注释掉。

并将你的 bsp_DelayMS(100);   函数所在位置修改为 vTaskDelay(100);就行。 (2017-12-07 11:36)

1. 将函数void DemoFatFS(void)里面的while大循环加上，将导致系统其他3个任务不执行，一直执行 DemoFatFS任务，我之所以注释是因为任务本身已有while循环；

2. 将非系统延时函数bsp_DelayMS(100)替换为系统延时函数vTaskDelay(100)，经测试工作正常，我想问的是非系统延时函数bsp_DelayMS(100)为什么会导致这样的问题产生，难道FreeRTOS系统中不支持非系统延时函数，但我在学习V6-349-FreeRTOS实验_FreeRTOS+STemWin+FatFS+USB Devicet综合例程时，看到在触摸屏驱动和外部SDRAM驱动文件中多次使用了非系统延时函数bsp_DelayMS（），这也是我在本工程中加入bsp_dwt.c文件使用非系统延时函数bsp_DelayMS（）的缘由，该综合例程经我在V6开发板上运行正常，所以原因不是不能使用，应该是我的使用方式有问题，或是有些地方未注意到，恳请帮忙分析教导[s:151]

eric2013

打洞者:1. 将函数void DemoFatFS(void)里面的while大循环加上，将导致系统其他3个任务不执行，一直执行 DemoFatFS任务，我之所以注释是因为任务本身已有while循环；

2. 将非系统延时函数bsp_DelayMS(100)替换为系统延时函数vTaskDelay(100)，经测试工作正常，我想问的是非系统延时函数 .. (2017-12-07 14:00) 

1. 这个是阻塞式的延迟，这个任务阻塞后，低于此优先级的任务将得不到执行。
2. 那个是驱动，驱动仅调用一次，在bsp_Init初始化的时候仅调用一次，任务执行的时候不会再使用。

打洞者

eric2013:

1. 这个是阻塞式的延迟，这个任务阻塞后，低于此优先级的任务将得不到执行。
2. 那个是驱动，驱动仅调用一次，在bsp_Init初始化的时候仅调用一次，任务执行的时候不会再使用。

1. 可以理解为任务中不可以使用非系统延时函数？
2. 我做了如下实验

上表中包括我的测试条件及个人一些理解，和最终的疑问。
3.为了规避这样的事情发生，在任务中只使用系统延时函数即可，但有些情况使用非系统延时函数较为方便，比如某些设备的Demo，因为这些设备Demo程序会单独存在于文件中，或是在不考虑操作系统时而写的一些应用程序等。为了研究本质刨根问底，个人觉得还是有必要知晓其中机理，在此感谢大家了。

eric2013

打洞者:1. 可以理解为任务中不可以使用非系统延时函数？
2. 我做了如下实验

上表中包括我的测试条件及个人一些理解，和最终的疑问。
....... (2017-12-07 20:33)

1. 可以加，比如DS18B20这种，是要加的微妙延迟的。
2. 以系统断电后重新上电为准。关于这个第2个问题，后面还是需要深入学习下RTOS工作原理。通过本质理解现象的效率更高些。
3. 这种大延迟，死等的程序一定要修改，最好改成事件触发的方式，后面你改的多了就熟练了。需要慢慢从裸机的编程思想转换到RTOS上面来。

打洞者

eric2013:1. 可以加，比如DS18B20这种，是要加的微妙延迟的。
2. 以系统断电后重新上电为准。关于这个第2个问题，后面还是需要深入学习下RTOS工作原理。通过本质理解现象的效率更高些。
3. 这种大延迟，死等的程序一定要修改，最好改成事件触发的方式，后面你改的多了就熟练了。需要慢慢从 .. (2017-12-08 01:17) 

好的 多谢
暂且如此吧 待深入后续贴