1. 中断优先级（硬件决定）

• 规则：数值越小，优先级越高（与 FreeRTOS 任务优先级相反）。

  • 例如：中断优先级 0 > 中断优先级 1 > 中断优先级 2。

• 特点：

  • 由硬件（如 ARM Cortex-M 的 NVIC）管理，与 FreeRTOS 无关。

  • 中断的优先级始终高于任何任务。即使任务优先级是 FreeRTOS 的最高级（如 configMAX_PRIORITIES-1），也抢不过中断。

  • 中断可以抢占正在执行的任务，但 不能抢占更高优先级的中断。

示例（ARM Cortex-M）

c

// 设置中断优先级（数值越小优先级越高）
NVIC_SetPriority(USART1_IRQn, 1);  // USART1 中断优先级 = 1
NVIC_SetPriority(TIM2_IRQn,  0);   // TIM2 中断优先级 = 0（更高）

此时，TIM2 中断会抢占 USART1 中断。

2. FreeRTOS 任务优先级（软件决定）

• 规则：数值越大，优先级越高（与中断优先级相反）。

  • 例如：任务优先级 3 > 任务优先级 2 > 任务优先级 1。

• 特点：

  • 由 FreeRTOS 调度器管理，范围是 0（最低）到 configMAX_PRIORITIES-1（最高）。

  • 任务不能抢占中断，但高优先级任务可以抢占低优先级任务。

示例（FreeRTOS 任务）

c

xTaskCreate(Task1, "Task1", 100, NULL, 1, NULL);  // 优先级 1（低）
xTaskCreate(Task2, "Task2", 100, NULL, 3, NULL);  // 优先级 3（高）

此时，Task2 会抢占 Task1，但两者都会被任何中断抢占。

3. 中断与任务优先级的对比

4. 关键注意事项

1. 中断优先级配置

   • 在 FreeRTOS 中，通常需要确保：

     • 系统中断（如 PendSV、SysTick）的优先级设置为最低（数值最大），以避免影响任务调度。

     • 用户中断的优先级合理分配，避免高优先级中断阻塞关键任务。

2. 任务优先级设计

   • 高优先级任务应尽量短小（避免“任务饥饿”）。

   • 同优先级任务通过时间片轮转（Round-Robin）共享 CPU。

3. 中断中调用 FreeRTOS API

   • 在中断服务程序（ISR）中调用 FreeRTOS API（如 xQueueSendFromISR）时，必须使用 带 FromISR 后缀的函数，且中断优先级不能过高。

常见问题

Q：为什么 FreeRTOS 的任务优先级和中断优先级规则相反？

• 历史原因：不同硬件厂商对中断优先级的定义不同（如 ARM 的 NVIC 是数值越小优先级越高），而 FreeRTOS 选择更直观的“数值越大优先级越高”的任务规则。

Q：如何避免中断阻塞任务？

• 将非紧急中断的优先级设置为较低（数值较大），确保高优先级任务能及时运行。

Q：中断优先级和任务优先级能重叠吗？

• 不能。中断由硬件管理，任务由 FreeRTOS 管理，二者是独立的体系。

总结

• 中断：硬件控制，数值越小优先级越高，绝对抢占任务。

• 任务：FreeRTOS 控制，数值越大优先级越高，只能抢占低优先级任务。

• 设计原则：合理分配中断和任务优先级，避免高优先级中断或任务长期阻塞系统。