禾赛科技-一面

1. 第二段实习的通信链路，为什么用UDP不用TCP？实际遇到过丢帧吗？

我们项目选用 UDP，主要是业务传输 IMU、图像这类实时传感器数据，对时延和抖动要求高。TCP 的重传、拥塞控制会带来不确定延迟，而且旧帧重传回来已经失效。UDP 无连接，开销小、延迟稳定，还支持组播。可靠性我们在应用层自己实现序号、校验。实际遇到过丢帧，大多是接收缓冲区不足、瞬时流量超限、UDP 大包 IP 分片导致。处理方式：限制单包大小，调大网卡缓冲区，接收线程高优先级；传感器流丢帧不重传，关键指令上层做可选重传。

2. 描述I2C帧格式，地址是几位，如何识别读写？两根线都拉低是什么情况？如何解决？出现这种情况多吗？怎么判断连没连上？

I2C 由 SDA、SCL 两根线。帧顺序：起始 S → 从机地址字节 → ACK → 数据 + ACK → 停止 P。常用 7 位从地址，字节最低位是读写位，0 写 1 读。两根线同时拉低是 I2C 总线死锁，一般是通信中途异常，从机钳住 SDA 无法释放。解决方法：用 bit-bang 方式输出 9 个时钟脉冲，让从机释放总线，再发停止信号；也可以复位从机。正常稳定业务场景死锁不常发生，断电或者程序跑飞时容易触发。判断设备是否连接：主机发送起始信号，发送从机写地址，等待 ACK；收到 ACK 代表设备在线，NACK 代表不存在或者接线故障。

3. FreeRTOS任务调度机制，时间片轮转的任务切换通过什么方式实现？调度通过什么触发？pendsv由什么触发？为什么需要pendsv？

FreeRTOS 是抢占式优先级调度，同优先级开启时间片轮转。

时间片轮转依靠 SysTick 定时器中断，时间片到期触发切换。

调度触发来源：SysTick 中断、外部中断，或者任务调用 vTaskDelay、taskYIELD、队列信号量 API。

PendSV 通过置位 NVIC 的 PendSV pending 标记触发，portYIELD 函数会置位它。

PendSV 优先级最低，用来延迟执行上下文切换；保证所有中断处理完成之后，才做任务切换，避免在中断嵌套过程中切换上下文，防止系统异常。

4. 任务有几个状态？运行态到就绪态的切换条件？

FreeRTOS 任务四个状态：运行、就绪、阻塞、挂起。运行态转到就绪态两种情况：

同优先级，时间片耗尽（SysTick 中断触发轮转） 时间片到，当前任务被切走，放回就绪队列。
高优先级任务就绪，抢占当前任务 低优先级正在跑，高优先级任务就绪，抢占 CPU；旧任务回到就绪。
任务调用 taskYIELD()，主动放弃 CPU 任务在代码里主动调用taskYIELD()，自愿交出 CPU。

5. 创建任务需要提供哪些内容？返回什么？动态创建还是静态创建？栈在哪里？

1. 创建任务需要提供哪些参数（xTaskCreate）

函数原型：

复制代码

BaseType_t xTaskCreate(
    TaskFunction_t pxTaskCode,        // 1. 任务函数入口
    const char * const pcName,        // 2. 任务名字（调试用，字符串）
    const configSTACK_DEPTH_TYPE usStackDepth, //3. 栈深度，单位word不是byte
    void * const pvParameters,        //4. 传给任务函数的入参
    UBaseType_t uxPriority,           //5. 任务优先级
    TaskHandle_t * const pxCreatedTask//6. 任务句柄输出（可以传NULL不保存）
);

需要提供内容：

任务函数指针（任务入口，返回 void，参数 void*）
任务名称字符串
任务栈深度（以word为单位，不是字节）
任务函数参数
任务优先级
任务句柄指针（用来接收句柄，不需要就填 NULL）

2. 返回什么

返回值类型 BaseType_t：

pdPASS：任务创建成功
pdFALSE：创建失败（最常见：堆内存不足，栈申请失败）

注意：任务句柄是输出参数，不是返回值，用来后续操作任务（vTaskDelete、vTaskSuspend 等）。

3. 动态创建还是静态创建

xTaskCreate：动态创建 任务控制块 TCB + 任务栈，都从 FreeRTOS 堆（pvPortMalloc）动态分配。删除任务时，内存会在空闲任务里自动回收。
xTaskCreateStatic：静态创建 需要用户预先定义好静态数组：任务栈数组 + 静态 TCB 结构体，内存放在全局 / 静态区，不使用堆。优点：没有 malloc，内存确定，适合高可靠、不能动态内存的场景；缺点：内存必须提前预留，删除后需要手动管理，不能自动释放。

4. 栈在哪里

✅ 动态创建 (xTaskCreate)

任务栈是 pvPortMalloc 从FreeRTOS 堆中申请出来的一块内存。

注意：不是 MCU 的 C 语言栈！每个 FreeRTOS 任务拥有独立私有栈。

✅ 静态创建 (xTaskCreateStatic)

任务栈是你定义的全局静态数组 ，放在 MCU 的RAM（.bss/.data 段），编译时就固定分配。

系统栈（主栈 MSP）：中断使用的栈，属于内核，不属于任何任务；任务运行时使用各自任务栈 PSP。

一句话总结面试背诵版

xTaskCreate需要传入任务函数、任务名、栈深度、入参、优先级、句柄指针；返回 pdPASS 成功 /pdFALSE 失败；属于动态创建，TCB 和任务栈从 FreeRTOS 堆分配；静态版本 xTaskCreateStatic 由用户提供静态内存。每个任务有独立私有栈，动态任务栈在 FreeRTOS 堆，静态任务栈在全局静态 RAM，中断使用 MSP 主栈。

6. 消息队列、信号量、互斥锁分别的作用？锁和信号量的差异？

1. 消息队列 Queue

作用：任务间传递数据（带内容），实现任务通信

可以存放完整数据（拷贝数据，不是传地址，也可传地址）
支持多任务读、多任务写；读写阻塞等待（超时）
典型场景：传感器采集任务把数据发给显示任务、串口收发数据。

特点：有实体数据，先进先出 FIFO；队列里可以存多条消息。

2. 信号量 Semaphore（分二值信号量、计数信号量）

作用：事件通知、资源计数，只传递 "事件有没有发生"，不带数据

二值信号量 ：只有 0/1。多用于事件通知。例：中断收到数据，释放信号量唤醒任务去处理。
计数信号量 ：0~N。用于多个同类资源管理。例：3 个串口，最多 3 个任务同时使用，资源数 = 3。

特点：只传递状态，不带数据；信号量计数值。

3. 互斥锁 Mutex（互斥信号量）

作用：保护临界资源，实现独占访问，防止多个任务同时修改共享资源

本质是特殊二值信号量，拥有所有权：谁拿到锁，只有谁才能释放锁
自带优先级继承，用来缓解优先级反转问题
典型场景：多个任务读写同一个全局变量、操作同一个硬件外设。

特点：用于排他访问资源，不是事件通知。

二、互斥锁 vs 普通信号量（核心差异，面试高频）

所有权
- 互斥锁：有所有权，谁获取，只能谁释放。别的任务不能随便释放。
- 二值信号量：无所有权，任务 A 获取，任务 B 也可以直接释放。
优先级继承
- 互斥锁：自带优先级继承，缓解优先级反转。
- 普通二值信号量：没有优先级继承，存在优先级反转风险。
用途定位
- 互斥锁：保护临界区，独占资源访问。
- 二值信号量：事件通知（中断通知任务）。
计数
- 互斥锁：只能 0/1，不能计数。
- 计数信号量：计数值可以大于 1。
递归
- 递归互斥锁：支持同一个任务多次获取（需要多次释放）；普通信号量不支持递归获取。

一句话背诵差异：互斥锁有所有权、带优先级继承，用于资源互斥保护，只能持有者释放；普通信号量无所有权，任意任务可释放，多用于事件通知，没有优先级继承。

一句话总述背诵版

消息队列用于任务间传递数据 ；信号量用于事件通知或统计可用资源数量 ；互斥锁用于共享资源的独占保护。互斥锁拥有所有权，自带优先级继承，只能持有者释放；普通信号量没有所有权，任意任务都可以释放，没有优先级继承，多用于事件通知。