انقل العمل إلى النواة الثانية في ESP32 عبر FreeRTOS

هذه الخطوة التالية بعد millis() والمقاطعات: تلك تمنع حلقة واحدة من الحجب؛ أما FreeRTOS فيتيح تشغيل عدة حلقات في آنٍ واحد — على نوى عتادية حقيقية.

أنت تستخدمه أصلًا

تعمل نواة Arduino لـ ESP32 فوق FreeRTOS. فـ setup()/loop() عندك هي نفسها مهمّة (loopTask) مثبّتة على النواة 1. وحزمة Wi-Fi/Bluetooth تشغّل مهامّها، أغلبها على النواة 0. فـ«إضافة مهمّة» ليست غريبة — أنت فقط تنشئ واحدة أخرى مما يفعله النظام أصلًا.

مهمّتك الخاصة

المهمّة دالّة بحلقة لا نهائية for(;;) لا تعود أبدًا. تُنشئها مرة، ويشغّلها المجدوِل إلى الأبد، مقسّمًا وقت المعالج بينها وبين كل شيء آخر. القاعدة التي يتعثّر بها الجميع: داخل المهمّة استخدم vTaskDelay() لا delay() — فـ vTaskDelay يعيد المعالج للمهامّ الأخرى أثناء الانتظار.

ثبّتها على النواة الثانية

استخدم xTaskCreatePinnedToCore() وأعطها النواة 0 — فيبقى العمل الثقيل بعيدًا عن النواة 1 حيث يعيش loop() وخادم الويب:

void sensorTask(void *pv) {
  for (;;) {
    float t = readTemp();              // your slow work
    Serial.printf("temp: %.1f\n", t);
    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));   // yield — never delay() in a task
  }
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  xTaskCreatePinnedToCore(
    sensorTask,   // function to run
    "sensor",     // name (for debugging)
    4096,         // stack in bytes — too small = crash/reboot
    NULL,         // parameter
    1,            // priority (higher = more urgent)
    NULL,         // task handle (optional)
    0);           // core 0 — leave core 1 for loop() + Wi-Fi
}

void loop() {
  // core 1: keep the web server / UI / Wi-Fi responsive
}

الوسائط السبع هي: الدالّة، اسم، حجم المكدّس، معامل، الأولوية، مقبض اختياري، والنواة (0 أو 1). اثنان منها يعضّان المبتدئين: مكدّس صغير جدًّا فتنهار المهمّة بمجرد لمسها ذاكرة؛ والأولوية نسبية — مهمّة عالية الأولوية لا تتنازل ستُجوّع كل ما دونها.

تمرير البيانات بين النواتين — طابور

الفخّ الآن هو مشاركة البيانات. متغيّر عامّ عادي يُكتب على النواة 0 ويُقرأ على النواة 1 قد «يتمزّق» أو يُقرأ قديمًا — volatile وحده لا يكفي لأيّ شيء أكبر من كلمة واحدة محاذاة. الطريقة النظيفة طابور: مهمّة تضع القيم وأخرى تستقبلها، ويتولّى FreeRTOS القفل:

QueueHandle_t q;

void producer(void *pv) {
  for (;;) {
    float v = readTemp();
    xQueueSend(q, &v, 0);              // hand the value across — no shared globals
    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
  }
}

void setup() {
  q = xQueueCreate(8, sizeof(float));  // room for 8 floats
  xTaskCreatePinnedToCore(producer, "prod", 4096, NULL, 1, NULL, 0);
}

void loop() {
  float v;
  while (xQueueReceive(q, &v, 0) == pdTRUE)   // core 1 drains it safely
    Serial.println(v);
}

الطوابير مثالية لتقسيم مُنتِج/مُستهلِك — مهمّة مستشعر تقيس ومهمّة واجهة تعرض. أما بنية مشتركة تلمسها من الجهتين فاحمِها بـ mutex (xSemaphoreCreateMutex()). القاعدة: مرّر نسخًا عبر طابور، ولا تشارك المتغيّرات العامة.

مطبّات تُعيد تشغيل اللوحة

• مكدّس صغير جدًّا. 1–2 كيلوبايت يكفي لوامض؛ أيّ شيء يلمس Wi-Fi أو JSON أو String يريد 4–8 كيلوبايت. فيض المكدّس يعيد التشغيل فورًا.
• delay() داخل مهمّة يحجب خانة مجدوِل تلك النواة — استخدم vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(ms)).
• مراقب النواة 0. مهمّة جشعة على النواة 0 لا تتنازل تُسقِط مراقب المهام في هلع. نفّذ vTaskDelay() مرة واحدة على الأقل في كل حلقة.
• Serial من مهمّتين قد يتداخل؛ للتسجيل الجادّ وجّه الطباعة عبر مهمّة واحدة (طابور من جديد).
• الأولويات نسبية. لا تجعل كل شيء عاليًا — ابدأ أغلب المهامّ عند 1.

⚠ أيّ رقائق ESP ثنائية النواة فعلًا

• نواتان: الكلاسيكي ESP32 وESP32-S3. هنا يمنحك التثبيت على النواة 0 توازيًا حقيقيًا.
• نواة واحدة: ESP32-C3 وC6 وS2 وH2. مهامّ FreeRTOS تعمل رغم ذلك — يقسّم المجدوِل وقتها — لكن لا نواة ثانية للتثبيت عليها. xTaskCreatePinnedToCore(…, 1) يعمل على النواة 0 فقط. ممتاز للبنية لا لتقسيم الحِمل.
• بلا FreeRTOS (نواة Arduino): يشغّل ESP8266 حلقة تعاونية واحدة. لا xTaskCreate — اعتمد على millis() والمقاطعات. لست متأكدًا مما لديك؟ انظر دليل الرقائق.

النمط الذي يفيد في كل مشروع تقريبًا: أبقِ loop() للشبكة والواجهة، وادفع العمل الحاجب — مستشعر أو ملف أو تحليل — إلى مهمّة مثبّتة تردّ عبر طابور. فتكفّ اللوحة عن التلعثم، ويبقى لوح القيادة سلسًا بينما تؤدّي المستشعرات عملها.