STM32F412使用FreeRTOS和USB做音频处理

Question

我正在使用 stm32f4 核板。我可以在没有 FreeRTOS 的情况下通过 USB 将音频数据传输到 PC。现在我想学习如何将 FreeRTOS 和 USB 集成在一起。但我对线程和 ISR 如何从根本上相互交互有一些疑问。
下面我有两个文件。

在 main.c 中，创建了两个线程。
在 usb_thread 中，我初始化了 usb dirver，没有做任何其他事情。
在 vr_thread 中，它等待 state == 1 并处理 PCM_Buffer。

/* main.c */
extern uint16_t PCM_Buffer[16];
int state = 0;

int main(void)
{
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();

  osThreadDef(usb_t, usb_thread, osPriorityNormal, 0, configMINIMAL_STACK_SIZE);
  osThreadDef(vr_t, vr_thread, osPriorityNormal, 0, configMINIMAL_STACK_SIZE);
  usb_thread_handle = osThreadCreate (osThread(usb_t), NULL);
  usb_thread_handle = osThreadCreate (osThread(vr_t), NULL);
  osKernelStart();

  for (;;) {}
}

static void usb_thread(void const *argument)
{       
  /*Do some initialization here.*/

  for (;;) {}
}

static void vr_thread(void const *argument)
{
  /*Do some initialization here.*/

  for (;;) {
    if (state == 1) {
      state = 0;
      process_buffer(PCM_Buffer);
    }
  }
}

在 app.c 中，USB_AUDIO_CallBack 将被 USB ISR 每 1 毫秒调用一次。它首先将 PCM_Buffer 传输到 PC，因为它非常重要，然后将状态更改为 1。

/* app.c */
uint16_t PCM_Buffer[16];
extern int state;

void USB_AUDIO_CallBack(void) //It will be called by usb ISR every 10^-3 second.
{
  Send_Audio_to_USB((int16_t *)(PCM_Buffer), NUM_AUDIO_BUF);
  state = 1;

}

这是我的问题。
1、如何查看FreeRTOS的单位计数滴答？ USB_AUDIO_CallBack 将是 每 1 毫秒调用一次，如何知道 FreeRTOS 基本滴答声是快还是慢 超过 1 毫秒。 FreeRTOS tick 是否等于 systick？
2、假设process_buffer的处理时间小于1毫秒。我想在这里完成的描述如下

  hardware trigger
  |
  usb ISR
  |
  USB_AUDIO_CallBack
  |
  state=1
  |
  vr_thread process_buffer
  |
  state=0, then wait for hardware trigger again.

我真的怀疑这是正确的方法。还是应该使用suspend() 和resume()？
3. 使用 extern 声明全局 PCM_Buffer 是在线程之间传递变量的正确方法还是应该在 FreeRTOS 中使用队列？
我知道这些问题是微不足道的，但我真的很想了解它们。欢迎任何有用的文档或网站。谢谢。

Answer 1

1. 要将实时转换为 systick，您可以使用宏 pdMS_TO_TICKS(xTimeInMS)。
2. 您也可以将USB_AUDIO_CallBack 定义为线程（或任务）或将回调中的代码粘贴到vr_thread（因为您的应用程序仅在一个处理器上工作）。然后在 USB ISR 中，您可以使用函数vTaskNotifyGiveFromISR 发送通知，并通过调用ulTaskNotifyTake 在vr_thread 中接收通知。收到通知后可以拨打Send_Audio_to_USB((int16_t *)(PCM_Buffer), NUM_AUDIO_BUF);
   然后process_buffer(PCM_Buffer);。最好将代码从回调带出到任务，因为 ISR 处理程序将更快地完成它的工作，因为Send_Audio_to_USB 函数可能会运行很长时间。您还可以让事情按照您需要的顺序执行。
3. 我认为您的意思是volatile 而不是extern。如果您想在不同的线程和 ISR 中使用此缓冲区，则应将其定义为 volatile，但如果您将只使用一个任务的方法，则可以将此缓冲区声明为本地缓冲区。