FreeRTOS内核时钟不对的问题解决

问题

在使用RTOS时，忽然发现RTOS的时钟出现异常，具体表现在使用vTaskDelay或vTaskDelayUntil函数时，发现延时时间的表现与预期相差甚远，大致为预期时间的10倍左右。

问题定位

经过长时间检查，发现问题出现在configSYSTICK_CLOCK_HZ的定义上。最初理解此宏的意义是：首先，它只适用于Cortex-M处理器；其次，如果Systick和系统时钟相同，就无需定义此宏；但如果两者不同，就需要将其定义为Systick的时钟频率。在移植代码时，采用了以下实现方式：

#define configCPU_CLOCK_HZ                      ( ( unsigned long ) 72000000 )
#define configSYSTICK_CLOCK_HZ                  configCPU_CLOCK_HZ

导致最终的问题。

问题分析

为什么一开始没有发现问题呢，因为一开始仅仅看到了下图，没有对整个设置Systick了解，

看着，觉得设定值没错，然后就是没有看下一句，也没有关注configSYSTICK_CLOCK_HZ这个

宏定义与不定义的区别。在确认问题来源时需要明白两个问题：

1．Systick的时钟是不是就是系统内核时钟，是否可以选择时钟频率

2．Systick是怎样切换系统时钟的

第一个问题

Systick的时钟不一定是系统时钟（AHB），找到CM内核可以看到Systick寄存器，中2位的类型，即可明确，有两种情况1是内核时钟，0是内核时钟的8分频

第二个问题

很显然第二个问题，自然就出来，通过更改位2即可改变

好，在明确以上两个问题后，我们来问RTOS是如何帮我们设置Systick的

/* Configure SysTick to interrupt at the requested rate. */
portNVIC_SYSTICK_LOAD_REG = ( configSYSTICK_CLOCK_HZ / configTICK_RATE_HZ ) - 1UL;
portNVIC_SYSTICK_CTRL_REG = ( portNVIC_SYSTICK_CLK_BIT | portNVIC_SYSTICK_INT_BIT | portNVIC_SYSTICK_ENABLE_BIT );

两句话，没毛病，第一句话设置装在数值，第二步骤设置控制即状态寄存器，好，先按照我原先出现问题情况翻译一下：

/* Configure SysTick to interrupt at the requested rate. */
0xE000_E014 = ( 72000000/ 1000) - 1UL;
0xE000_E010 = ( portNVIC_SYSTICK_CLK_BIT | portNVIC_SYSTICK_INT_BIT | portNVIC_SYSTICK_ENABLE_BIT );

只关注到重装寄存器数据的正确性，忽略了控制与状态寄存器的配置，当关注到这个问题了自然就解决了，首先找下portNVIC_SYSTICK_CLK_BIT 定义

#ifndef configSYSTICK_CLOCK_HZ
 #define configSYSTICK_CLOCK_HZ configCPU_CLOCK_HZ
 /* Ensure the SysTick is clocked at the same frequency as the core. */
 #define portNVIC_SYSTICK_CLK_BIT ( 1UL 
#else
 /* The way the SysTick is clocked is not modified in case it is not the same
 as the core. */
 #define portNVIC_SYSTICK_CLK_BIT ( 0 )
#endif

看到了没，如果定义了configSYSTICK_CLOCK_HZ就会更改portNVIC_SYSTICK_CLK_BIT的数值，即使你保证了configSYSTICK_CLOCK_HZ和系统时钟频率是一样的也不行，会导致时钟源的时钟源发生改变，导致最终的问题。

解决办法

怎么样完美解决还是去官网看下这宏的本身官方解释：

取消定义configSYSTICK_CLOCK_HZ

Optional parameter for ARM Cortex-M ports only.

By default ARM Cortex-M ports generate the RTOS tick interrupt from the Cortex-M SysTick timer. Most Cortex-M MCUs run the SysTick timer at the same frequency as the MCU itself – when that is the case configSYSTICK_CLOCK_HZ is not needed and should be left undefined. If the SysTick timer is clocked at a different frequency to the MCU core then set configCPU_CLOCK_HZ to the MCU clock frequency, as normal, and configSYSTICK_CLOCK_HZ to the SysTick clock frequency.

大致意思就是仅对Cortex-M内核有效，其次就是如果Systick系统的时钟和内核一样那就不要去定定义这个宏，反之就定义这个宏，同时将其数值分频后的实际时钟频率。

那就很简单了，移除对其定义就好了。

总结

在RTOS中如果出现RTOS内核时钟不对，首先定位Systick配置问题，检查每一步配置是否更改相关时钟频率，无须关注其它问题。

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