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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

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，工作都正常包括下电再上电的情况，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();
 22 
 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 }
 30 
 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 }
 48 
 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 }
 66 
 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 }
 84 
 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 }
103 
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 }

  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;
 12 
 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 */
 18 
 19         if (comGetChar(COM1, &cmd))    /* 从串口读入一个字符(非阻塞方式) */
 20         {
 21             printf("
");
 22             switch (cmd)
 23             {
 24                 case '1':
 25                     printf("【1 - ViewRootDir】
");
 26                     ViewRootDir();        /* 显示SD卡根目录下的文件名 */
 27                     break;
 28 
 29                 case '2':
 30                     printf("【2 - CreateNewFile】
");
 31                     CreateNewFile();        /* 创建一个新文件,写入一个字符串 */
 32                     break;
 33 
 34                 case '3':
 35                     printf("【3 - ReadFileData】
");
 36                     ReadFileData();        /* 读取根目录下armfly.txt的内容 */
 37                     break;
 38 
 39                 case '4':
 40                     printf("【4 - CreateDir】
");
 41                     CreateDir();        /* 创建目录 */
 42                     break;
 43 
 44                 case '5':
 45                     printf("【5 - DeleteDirFile】
");
 46                     DeleteDirFile();    /* 删除目录和文件 */
 47                     break;
 48 
 49                 case '6':
 50                     printf("【6 - TestSpeed】
");
 51                     WriteFileTest();    /* 速度测试 */
 52                     break;
 53 
 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;
 67 
 68             case KEY_UP_K1:                /* K1键弹起 */
 69                 break;
 70 
 71             case KEY_DOWN_K2:            /* K2键按下 */
 72                 break;
 73 
 74             case KEY_UP_K2:                /* K2键弹起 */
 75                 break;
 76 
 77             case KEY_DOWN_K3:            /* K3键按下 */
 78                 break;
 79 
 80             case KEY_UP_K3:                /* K3键弹起 */
 81                 break;
 82 
 83             case JOY_DOWN_U:            /* 摇杆UP键按下 */
 84                 break;
 85 
 86             case JOY_DOWN_D:            /* 摇杆DOWN键按下 */
 87                 break;
 88 
 89             case JOY_DOWN_L:            /* 摇杆LEFT键按下 */
 90                 break;
 91 
 92             case JOY_DOWN_R:            /* 摇杆RIGHT键按下 */
 93                 break;
 94 
 95             case JOY_DOWN_OK:            /* 摇杆OK键按下 */
 96                 break;
 97 
 98             case JOY_UP_OK:                /* 摇杆OK键弹起 */
 99                 break;
100 
101             case KEY_NONE:                /* 无键按下 */
102             default:
103                 /* 其它的键值不处理 */
104                 break;
105         }
106     }
107 }

问题就在上段代码第60行的延时函数 bsp_DelayMS(100);

四、解决过程

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。

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

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

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。

好的多谢
暂且如此吧待深入后续贴

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