设计无锁队列用于ISR与任务间高频数据交换，核心是确保单生产者单消费者（SPSC）模型，避免竞争。推荐使用环形缓冲区（ring buffer），基于硬件原子操作或内存屏障实现。具体：定义结构体含缓冲区数组、读索引（任务侧）和写索引（ISR侧），索引使用无符号整型并允许回绕。ISR中仅写数据并更新写索引（使用volatile或原子操作，如ARM的LDREX/STREX或C11的atomic），任务侧仅读并更新读索引。关键点：1）确保索引更新顺序（先写数据，再更新索引），防止任务读到未就绪数据；2）使用内存屏障（如__DMB()）保证可见性；3）缓冲区大小设为2的幂次，用位与操作替代取模，提升效率。实操建议：在Cortex-M上，可利用单核特性，关闭中断或使用临界区（但高频场景应避免），更推荐无锁原子操作。测试时需验证极端情况（满/空队列）和中断嵌套。
mcuku 阿沐 · 2026-08-27