Função vTaskDelayUntil()

A função vTaskDelayUntil() é usada no FreeRTOS para criar tarefas síncronas que precisam ser executadas em intervalos regulares e precisos. Esta função permite que uma tarefa seja suspensa até que um período específico tenha decorrido desde a última vez que a tarefa foi executada. É especialmente útil para tarefas que precisam ser executadas periodicamente, como as que monitoram sensores ou controlam atuadores.

Sintaxe:

vTaskDelayUntil( <pxPreviousWakeTime>, <xTimeIncrement> );

Parâmetros da Função

pxPreviousWakeTime: Um ponteiro para uma variável do tipo TickType_t que armazena o último instante em que a tarefa foi executada. Esta variável deve ser inicializada com o valor retornado por xTaskGetTickCount() antes da primeira chamada para vTaskDelayUntil(). Nas chamadas subsequentes, o FreeRTOS atualiza automaticamente essa variável.
xTimeIncrement: O intervalo de tempo em ticks do sistema que a tarefa deve esperar. Este valor especifica o período de repetição da tarefa.

Como Funciona

Inicialização: Antes da primeira chamada para vTaskDelayUntil(), você deve inicializar a variável xLastWakeTime com o valor atual do tick count do sistema, obtido através de xTaskGetTickCount().
Primeira Chamada: Na primeira chamada, a tarefa é suspensa por xTimeIncrement ticks a partir do momento em que xLastWakeTime foi inicializada.
Chamadas Subsequentess: Em cada chamada subsequente, a função calcula o próximo instante de execução com base em xLastWakeTime e xTimeIncrement. A tarefa é suspensa até que este instante seja atingido, garantindo que a periodicidade da tarefa seja mantida independentemente do tempo de execução da tarefa.

Exemplo de Uso

Vamos revisar o exemplo de uma tarefa que faz um LED piscar a 1 Hz usando vTaskDelayUntil():


x
void Task_LED(void *pvParameters) {
  // Inicializar o último tempo de despertar com o tick atual
  TickType_t xLastWakeTime = xTaskGetTickCount();
  // Definir o intervalo de tempo (500 ms para 1 Hz)
  const TickType_t xFrequency = pdMS_TO_TICKS(500);
  while (true) {
    // Alternar o estado do LED
    digitalWrite(LED_PIN, !digitalRead(LED_PIN));
    // Aguardar até o próximo ciclo
    vTaskDelayUntil(&xLastWakeTime, xFrequency);
  }
}

Detalhamento do Funcionamento

Inicialização:
- TickType_t xLastWakeTime = xTaskGetTickCount();
  - xLastWakeTime é inicializado com o tick count atual do sistema.
Primeira Execução:
- vTaskDelayUntil(&xLastWakeTime, xFrequency);
  - Na primeira chamada, a tarefa será suspensa até que xFrequency ticks (500 ms) tenham passado desde a inicialização de xLastWakeTime.
Chamadas Subsequentess:
- vTaskDelayUntil(&xLastWakeTime, xFrequency);
  - Em cada chamada subsequente, vTaskDelayUntil() calcula o próximo tempo de execução desejado como xLastWakeTime + xFrequency.
  - Se o próximo tempo de execução for menor ou igual ao tick count atual, a função retorna imediatamente.
  - Se não, a tarefa é suspensa até que o tick count atinja o próximo tempo de execução.
  - xLastWakeTime é atualizado automaticamente com o tempo de despertar atual para a próxima iteração.

Efeito no Escalonador de Tarefas

Determinismo: vTaskDelayUntil() ajuda a criar um comportamento determinístico nas tarefas periódicas. A função garante que as tarefas sejam executadas em intervalos precisos, mantendo a periodicidade mesmo se a tarefa anterior demorar mais do que o esperado.
Eficiência: Ao suspender a tarefa, o escalonador pode atribuir tempo de CPU a outras tarefas, melhorando a eficiência do sistema.
Prioridade: A função não afeta diretamente a prioridade das tarefas, mas ajuda a coordenar a execução de tarefas de alta prioridade que precisam ser executadas em intervalos regulares.

Comparação com `vTaskDelay()`

vTaskDelay(): Suspende a tarefa por um número especificado de ticks do sistema a partir do momento em que a função é chamada. Isso pode introduzir variação no período se a tarefa anterior demorar mais do que o esperado.
vTaskDelayUntil(): Suspende a tarefa até um tempo absoluto, garantindo que a periodicidade seja mantida independentemente do tempo de execução da tarefa anterior.

Conclusão

vTaskDelayUntil() é uma função poderosa para criar tarefas periódicas síncronas no FreeRTOS, garantindo que as tarefas sejam executadas em intervalos precisos. Isso é crucial em sistemas de tempo real onde a precisão e a previsibilidade são essenciais.