FreeRTOS 시리즈
FreeRTOS Documentation - FreeRTOS™
이 문서에서 제공하는 PDF를 읽고 정리한 글입니다.
생성 일 : 2026-07-18 최종 수정일 : 2026-07-21
큐 & 세마포어와 이벤트 그룹
-
공통점
- 한 이벤트가 발생했을 때 태스크를 Blocked 상태로 만들 수 있다.
- 역으로, 한 이벤트가 발생했을 때 태스크를 Ready 상태로 만들 수도 있다. 이 때 그 이벤트를 기다리는 태스크 중 가장 높은 우선순위를 가진 태스크를 Ready 상태로 만든다.
-
차이점
- 이벤트 그룹은 여러 이벤트 조합의 발생을 기다리는 태스크를 Blocked 상태로 만들 수 있다.
- 이벤트 그룹은 한 이벤트 또는 이벤트 조합의 발생을 기다리는 여러 태스크들을 Ready 상태로 만들 수 있다.
큐나 세마포어는 한 번에 한 태스크만 깨울 수 있지만, 이벤트 그룹은 여러 태스크들을 동시에 깨울 수 있다. 브로드캐스팅이나 여러 태스크 간 동기화 작업 또는 여러 작업이 완료되길 기다리는 것에 쓸 수 있다.
이벤트 그룹
이벤트 그룹은 이벤트 플래그의 집합인데, 이벤트 플래그는 boolean 값으로, 그 비트에 대응되는 이벤트가 발생했는지 안헀는지를 나타낸다. 값이 0이면 이벤트가 발생하지 않았음을, 값이 1이면 이벤트가 발생했음을 나타낸다.
이벤트 플래그는 이벤트 비트로 볼 수 있고, 이벤트 그룹은 EventBits_t라는 타입으로 표현된다.
EventBits_t
EventBits_t에서 실제로 이벤트를 의미하는 비트들의 수는 configTICK_TYPE_WIDTH_IN_BITS에 의존한다.
내부적으로
EventBits_t를 정의할 때, TickType_t를 재사용한다./* * The type that holds event bits always matches TickType_t - therefore the * number of bits it holds is set by configTICK_TYPE_WIDTH_IN_BITS (16 bits if set to 0, * 32 bits if set to 1, 64 bits if set to 2. * * \defgroup EventBits_t EventBits_t * \ingroup EventGroup */ typedef TickType_t EventBits_t;
configTICK_TYPE_WIDTH_IN_BITS가TICK_TYPE_WIDTH_IN_16_BITS로 설정되어 있다면, 16비트에서 8비트만 이벤트 그룹으로 쓸 수 있다.configTICK_TYPE_WIDTH_IN_BITS가TICK_TYPE_WIDTH_IN_32_BITS로 설정되어 있다면, 32비트에서 24비트만 이벤트 그룹으로 쓸 수 있다.configTICK_TYPE_WIDTH_IN_BITS가TICK_TYPE_WIDTH_IN_64_BITS로 설정되어 있다면, 64비트에서 56비트만 이벤트 그룹으로 쓸 수 있다.
#ifndef configTICK_TYPE_WIDTH_IN_BITS
#if ( configUSE_16_BIT_TICKS == 1 )
#define configTICK_TYPE_WIDTH_IN_BITS TICK_TYPE_WIDTH_16_BITS
#else
#define configTICK_TYPE_WIDTH_IN_BITS TICK_TYPE_WIDTH_32_BITS
#endif
#endif위 매크로 코드들을 보면 설정된 매크로에 따라 이벤트 그룹의 자료형을 결정한다.
남은 8비트는 ??
이벤트 그룹 생성
EventGroupHandle_t xEventGroupCreate(void);반환값이 NULL이면 힙 메모리 부족으로 생성되지 못한 것이고, NULL이 아니면 이벤트 그룹의 핸들을 반환한다.
이벤트 그룹 비트값 설정
이벤트 그룹의 비트값을 바꿈으로 태스크들에게 이벤트가 발생했음을 전파한다.
EventBits_t xEventGroupSetBits(
EventGroupHandle_t xEventGroup,
const EventBits_t uxBitsToSet );-
xEventGroup: 비트값을 바꿀 이벤트 그룹의 핸들 -
uxBitsToSet: 바꿀 비트값(마스크). 이 값은 이벤트 그룹과 OR 연산으로 합해진다.
이 API는 값을 바꾼 후의 이벤트 그룹을 반환한다. 그러나 반환값에 uxBitsToSet값이 드러나지 않을 수 있는데, 중간에 다른 태스크가 이벤트 그룹을 읽고 변경할 수 있기 때문이다.
이 함수 역시 중간에 다른 태스크를 깨울 수 있는 API이므로 ISR에서는 사용하면 안된다. 대신
xEventGroupSetBitsFromISR()을 사용해야한다.BaseType_t xEventGroupSetBitsFromISR( EventGroupHandle_t xEventGroup, const EventBits_t uxBitsToSet, BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken );이 함수는 약간 다르게 동작한다. ISR 내에서 이벤트 비트를 설정하면 여러 태스크가 동시에 깨어날 수 있기 때문에, ISR에서 이 작업을 수행하지는 않고 데몬 태스크가 처리하도록 지연한다. ISR이 실행된 후 다음에 실행될 태스크는 데몬 태스크이므로, 데몬 태스크가 현재 중단된 태스크보다 우선순위가 높은 경우에 이 값이
pdTRUE로 바뀐다. 반환값이pdPASS라면 이벤트 그룹에 값이 쓰인게 아니라 타이머 명령 큐에 작업이 전달되었다를 의미한다. 반대로pdFALSE라면 타이머 명령 큐가 꽉 차서 작업을 전달하지 못했다를 의미한다.
이벤트 그룹 대기
태스크가 Blocked 상태에서 이벤트 그룹을 읽고 하나 또는 여러 이벤트가 발생하길 기다리게 만든다.
EventBits_t xEventGroupWaitBits(
EventGroupHandle_t xEventGroup,
const EventBits_t uxBitsToWaitFor,
const BaseType_t xClearOnExit,
const BaseType_t xWaitForAllBits,
TickType_t xTicksToWait );xEventGroup: 확인할 이벤트 그룹 핸들uxBitsToWaitFor: 기다릴 이벤트를 표시한 마스크xClearOnExit: Blocked 상태에서 벗어날 때 이벤트 비트를0으로 만들지 여부xWaitForAllBits: 이벤트 마스크에 있는 이벤트들 중 하나라도 발생하길 기다릴지 또는 모든 이벤트가 발생하길 기다릴지 여부xTicksToWait: 기다리는 이벤트가 발생될 때까지 Blocked 상태에서 기다릴 대기 시간
uxBitsToWaitFor와 xWaitForAllBits는 태스크가 Blocked 상태에서 벗어나게 만드는 unblock condition(이하 대기 해제 조건)이라고 부른다. 호출 시점에 이미 대기 해제 조건이 만족되어 있다면 Blocked 상태로 가지 않고 이어서 실행된다.
다음은 대기 해제 조건과 이벤트 그룹의 값에 따라 태스크가 깨어나는지 설명한 표다.
| 이벤트 그룹의 값 | uxBitsToWaitFor 값 | xWaitForAllBits 값 | 대기 해제 조건 만족 여부 |
|---|---|---|---|
0000 | 0101 | pdFALSE | 아무 이벤트도 발생하지 않았다. 태스크는 Blocked 상태에서 깨어나지 못한다. |
0100 | 0101 | pdTRUE | xWaitForAllBits가 pdTRUE이므로, 마스크에 표시된 모든 이벤트가 발생해야 태스크가 Blocked 상태에서 깨어난다.\n 2번째 이벤트가 발생했지만 대기 해제 조건을 만족하지 못해 여전히 Blocked 상태에 있다. |
0100 | 0110 | pdFALSE | xWaitForAllBits가 pdFALSE이므로 마스크에 표시된 이벤트 중 아무 이벤트나 발생하면 Blocked 상태에서 벗어난다. 2번째 이벤트가 발생했으므로 태스크는 Blocked 상태에서 벗어난다. |
0100 | 0110 | pdTRUE | pdTRUE이므로, 1번째 이벤트가 발생하기까지 태스크는 Blocked 상태를 유지한다. |
태스크가 대기 해제 조건을 만족하여 Blocked 상태에서 벗어날 때 읽은 이벤트들을 지울 수 있다. xClearOnExit 인자가 그 행동을 의미한다. pdTRUE라면 이벤트 그룹에서 uxBitsToWaitFor에 표시된 자리의 값을 0으로 설정한다. 이 처리는 원자적 연산으로, 다른 태스크나 인터럽트가 끼어들지 못한다. pdFALSE라면 이벤트 그룹의 값을 바꾸지 않는다.
이 API는 대기 해제 조건을 만족하는 그 순간의 이벤트 그룹의 값을 반환한다. 만약 대기 시간을 초과하여 더 이상 기다리지 않고 반환된다면, 대기 시간을 초과했을 때 이벤트 그룹의 값을 반환한다.
이벤트 그룹 정적 생성
EventGroupHandle_t xEventGroupCreateStatic( StaticEventGroup_t * pxEventGroupBuffer );pxEventGroupBuffer: 이벤트 그룹으로 사용할 실제 버퍼
반환값이 NULL이라면 API의 인자에 NULL을 넣었음을 의미하고, NULL이 아니라면 이벤트 그룹 핸들이 반환된다.
BaseType_t xEventGroupGetStaticBuffer(
EventGroupHandle_t xEventGroup,
StaticEventGroup_t ** ppxEventGroupBuffer );xEventGroup:xEventGroupCreateStatic()으로 생성된 이벤트 그룹 핸들ppxEventGroupBuffer: 이벤트 그룹 버퍼의 주소가 담길 더블 포인터
반환값이 pdTRUE라면 정적 생성된 버퍼의 주소를 얻은 것이고, pdFALSE라면 버퍼의 주소를 얻지 못한 것이다.
예시
이 예시에서 이벤트 그룹의 값은 다음 이벤트들과 매핑된다.
- 0번째 비트 : 태스크 1가 발생시키는 이벤트
- 1번째 비트 : 태스크 2가 발생시키는 이벤트
- 2번째 비트 : ISR이 발생시키는 이벤트
// 이벤트 그룹에 사용될 마스크
#define mainFIRST_TASK_BIT ( 1UL << 0UL )
#define mainSECOND_TASK_BIT ( 1UL << 1UL )
#define mainISR_BIT ( 1UL << 2UL )
// 비트 설정 태스크
static void vEventBitSettingTask(void* pvParameters) {
const TickType_t xDelay200ms = pdMS_TO_TICKS( 200UL ), xDontBlock = 0;
for( ;; ) {
vTaskDelay( xDelay200ms );
printf( "이벤트 그룹 표시 태스크 : 0번째 비트를 1로 설정\n" );
xEventGroupSetBits( xEventGroup, mainFIRST_TASK_BIT );
vTaskDelay( xDelay200ms );
printf( "이벤트 그룹 표시 태스크 : 1번째 비트를 1로 설정\n" );
xEventGroupSetBits( xEventGroup, mainSECOND_TASK_BIT );
}
}// 비트 설정 ISR
static uint32_t ulEventBitSettingISR( void ) {
static const char *pcString = "ISR : 2번째 비트를 1로 설정\n";
BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;
// pcString 출력 요청 전송
xTimerPendFunctionCallFromISR( daemonTask,
( void * ) pcString,
0,
&xHigherPriorityTaskWoken );
// 이벤트 그룹의 2번째 비트를 1로 설정 요청 전송
xEventGroupSetBitsFromISR( xEventGroup,
mainISR_BIT,
&xHigherPriorityTaskWoken );
// 위 두 작업을 진행하면서 얻은 컨텍스트 스위칭에 대한 정보를 전달
portYIELD_FROM_ISR( xHigherPriorityTaskWoken );
}// 비트 확인 태스크
static void vEventBitReadingTask( void *pvParameters ) {
EventBits_t xEventGroupValue;
const EventBits_t xBitsToWaitFor = ( mainFIRST_TASK_BIT |
mainSECOND_TASK_BIT |
mainISR_BIT );
for (;;) {
xEventGroupValue = xEventGroupWaitBits(
xEventGroup,
xBitsToWaitFor,
pdTRUE,
pdFALSE,
portMAX_DELAY );
if (( xEventGroupValue & mainFIRST_TASK_BIT ) != 0 ) {
printf( "비트 확인 태스크 : 이벤트 그룹의 0번째 비트가 1임.\n" );
}
if (( xEventGroupValue & mainSECOND_TASK_BIT ) != 0 ) {
printf( "비트 확인 태스크 : 이벤트 그룹의 1번째 비트가 1임.\n" );
}
if (( xEventGroupValue & mainISR_BIT ) != 0 ) {
printf( "비트 확인 태스크 : 이벤트 그룹의 2번째 비트가 1임.\n" );
}
}
}int main( void )
{
xEventGroup = xEventGroupCreate();
xTaskCreate( vEventBitSettingTask, "비트 설정 태스크", 1000, NULL, 1, NULL );
xTaskCreate( vEventBitReadingTask, "비트 확인 태스크", 1000, NULL, 2, NULL );
xTaskCreate( vInterruptGenerator, "인터럽트 생성 태스크", 1000, NULL, 3, NULL ); // 이 태스크 구현은 생략...
vPortSetInterruptHandler( mainINTERRUPT_NUMBER, ulEventBitSettingISR ); // 인터럽트 발생을 처리할 ISR 할당은 port별로 다르므로 이 함수 구현도 생략...
vTaskStartScheduler();
for( ;; );
return 0;
}코드가 길지만, 비트 설정 태스크와 인터럽트 생성 태스크가 주기적으로 이벤트 그룹에 값을 설정하고, 비트 확인 태스크가 대기 해제 조건에 따라 Blocked 상태에서 벗어난 후 이벤트 그룹에 따라 다르게 출력하는 예제다.
대기 해제 조건은 0, 1, 2번째 비트들 중 아무거나 1로 설정되는 것이다. xClearOnExit이 pdTRUE이므로 Blocked 상태에서 벗어날 때 해당 이벤트 비트를 0으로 설정한다.
실행 결과는 다음과 같다.
이벤트 그룹 표시 태스크 : 0번째 비트를 1로 설정
비트 확인 태스크 : 이벤트 그룹의 0번째 비트가 1임.
이벤트 그룹 표시 태스크 : 1번째 비트를 1로 설정
비트 확인 태스크 : 이벤트 그룹의 1번째 비트가 1임.
ISR : 2번째 비트를 1로 설정
비트 확인 태스크 : 이벤트 그룹의 2번째 비트가 1임.
이벤트 그룹 표시 태스크 : 0번째 비트를 1로 설정
비트 확인 태스크 : 이벤트 그룹의 0번째 비트가 1임.
이벤트 그룹 표시 태스크 : 1번째 비트를 1로 설정
비트 확인 태스크 : 이벤트 그룹의 1번째 비트가 1임.
ISR : 2번째 비트를 1로 설정
비트 확인 태스크 : 이벤트 그룹의 2번째 비트가 1임.
...만약 xWaitForAllBits가 pdTRUE라면 다음과 같이 실행된다.
이벤트 그룹 표시 태스크 : 0번째 비트를 1로 설정
이벤트 그룹 표시 태스크 : 1번째 비트를 1로 설정
ISR : 2번째 비트를 1로 설정
비트 확인 태스크 : 이벤트 그룹의 0번째 비트가 1임.
비트 확인 태스크 : 이벤트 그룹의 1번째 비트가 1임.
비트 확인 태스크 : 이벤트 그룹의 2번째 비트가 1임.
이벤트 그룹 표시 태스크 : 0번째 비트를 1로 설정
이벤트 그룹 표시 태스크 : 1번째 비트를 1로 설정
ISR : 2번째 비트를 1로 설정
비트 확인 태스크 : 이벤트 그룹의 0번째 비트가 1임.
비트 확인 태스크 : 이벤트 그룹의 1번째 비트가 1임.
비트 확인 태스크 : 이벤트 그룹의 2번째 비트가 1임.
...태스크 간 동기화
태스크 A가 이벤트를 받은 후 다른 태스크 B, C, D에게 작업을 시키는 구조를 생각해보자. 추가로, 태스크 B, C, D가 모두 작업을 끝내야만 다시 작업을 시킬 수 있다고 제약을 두자. 이런 경우에 각 태스크들은 다른 태스크들과 동기화되어야 한다.
간단한 예시로, 소켓 통신을 수행하기 위해 Tx, Rx 태스크가 있다고 하자. Tx 태스크는 패킷을 전송한 후 Rx 태스크가 모든 데이터를 수신한 다음에야 다음 패킷을 전송할 수 있다. 이벤트 그룹은 이런 상황에서 동기화를 위해 쓸 수 있다.
시나리오는 다음과 같다.
- 동기화를 필요로 하는 태스크는 각자 고유한 이벤트 비트를 이벤트 그룹에 할당해야한다.
- 각 태스크는 동기화 지점에 도달했을 때 이벤트 비트에 표시해야한다.
- 이벤트 비트를 설정한 후에는 대기 해제 조건에 따라 Blocked 상태에서 기다려야 한다. 이 때 대기 해제 조건은 다른 태스크들이 모두 이벤트 비트를 1로 설정하는 것이다.
그런데 이런 시나리오에서는 xEventGroupSetBits()와 xEventGroupWaitBits()를 쓸 수 없는데, 비트를 설정하는 것과 비트를 확인하는 것은 서로 다른 연산이기 때문이다. 다시 말해, 이벤트 비트를 설정하고 대기 해제 조건을 확인하려 했으나 다른 태스크가 중간에 선점할 수 있기 때문이다.
태스크 A, B, C가 이벤트 그룹을 사용해 동기화를 한다고 가정해보자.
- 태스크 A, B는 동기화 지점에 도착하여 각자 이벤트 비트를 1로 설정하고 대기 해제 조건에 따라 Blocked 상태가 되었다.
- 태스크 C가 동기화 지점에 도착해 자신의 이벤트 비트를 1로 설정한다. 태스크 C가 대기 해제 조건을 확인하기 전에, 태스크 A, B가 대기 해제 조건에 의해서 Blocked 상태를 벗어나고 세 태스크의 이벤트 비트를 모두 0으로 초기화한다.
- 태스크 C는 대기 해제 조건이 만족되지 않아서 무한정 기다리게 된다.
xEventGroupSetBits()와 xEventGroupWaitBits()가 연속적으로 실행될 수 있게 하려면 xEventGroupSync()를 써야 한다.
이벤트 그룹 동기화
xEventGroupSync()는 이벤트 그룹에 비트를 설정하고, 대기 해제 조건에 따라 태스크를 기다리게 한다. 이 함수는 하나의 명령어처럼 동작하여, 다른 태스크가 중간 상태를 관찰하지 못한다.
EventBits_t xEventGroupSync(
EventGroupHandle_t xEventGroup,
const EventBits_t uxBitsToSet,
const EventBits_t uxBitsToWaitFor,
TickType_t xTicksToWait );xEventGroup: 이벤트 그룹 핸들uxBitsToSet: 설정할 이벤트 비트 마스크uxBitsToWaitFor: 대기 해제 조건 마스크xTicksToWait: 대기 해제 조건이 만족되기까지 기다릴 대기 시간
대기 시간동안 대기 해제 조건이 만족되었다면 그 순간의 이벤트 그룹의 값이 반환된다. 대기 시간동안 기다렸음에도 대기 해제 조건이 만족되지 않았다면, 대기 시간이 만료된 순간의 이벤트 그룹의 값이 반환된다.
동기화 예시
세 개의 태스크가 서로 동기화되어야 한다고 가정한다. 각 태스크는 동기화 지점에 도착해서 다른 태스크가 도착했는지 이벤트 그룹을 통해 확인한다. 여기서 xEventGroupSync()를 사용한다.
static void vSyncingTask( void *pvParameters )
{
const TickType_t xMaxDelay = pdMS_TO_TICKS( 4000UL );
const TickType_t xMinDelay = pdMS_TO_TICKS( 200UL );
TickType_t xDelayTime;
EventBits_t uxThisTasksSyncBit;
const EventBits_t uxAllSyncBits = ( mainFIRST_TASK_BIT |
mainSECOND_TASK_BIT |
mainTHIRD_TASK_BIT );
uxThisTasksSyncBit = ( EventBits_t ) pvParameters;
for( ;; )
{
xDelayTime = ( rand() % xMaxDelay ) + xMinDelay;
vTaskDelay( xDelayTime );
vPrintTwoStrings( pcTaskGetTaskName( NULL ), ">>> 동기화 지점 도착 >>>" );
xEventGroupSync(
xEventGroup,
uxThisTasksSyncBit,
uxAllSyncBits,
portMAX_DELAY );
vPrintTwoStrings( pcTaskGetTaskName( NULL ), "<<< 동기화 지점 탈출 <<<" );
}
}#define mainFIRST_TASK_BIT ( 1UL << 0UL )
#define mainSECOND_TASK_BIT ( 1UL << 1UL )
#define mainTHIRD_TASK_BIT ( 1UL << 2UL )
EventGroupHandle_t xEventGroup;
int main( void )
{
xEventGroup = xEventGroupCreate();
xTaskCreate( vSyncingTask, "태스크 1", 1000, mainFIRST_TASK_BIT, 1, NULL );
xTaskCreate( vSyncingTask, "태스크 2", 1000, mainSECOND_TASK_BIT, 1, NULL );
xTaskCreate( vSyncingTask, "태스크 3", 1000, mainTHIRD_TASK_BIT, 1, NULL );
vTaskStartScheduler();
for( ;; );
return 0;
}실행 결과는 다음과 같다.
태스크 1 : >>> 동기화 지점 도착 >>>
태스크 3 : >>> 동기화 지점 도착 >>>
태스크 2 : >>> 동기화 지점 도착 >>>
태스크 2 : <<< 동기화 지점 탈출 <<<
태스크 1 : <<< 동기화 지점 탈출 <<<
태스크 3 : <<< 동기화 지점 탈출 <<<
태스크 2 : >>> 동기화 지점 도착 >>>
태스크 3 : >>> 동기화 지점 도착 >>>
태스크 1 : >>> 동기화 지점 도착 >>>
태스크 1 : <<< 동기화 지점 탈출 <<<
태스크 2 : <<< 동기화 지점 탈출 <<<
태스크 3 : <<< 동기화 지점 탈출 <<<
...마지막으로 동기화 지점에 도착한 태스크는 제일 먼저 동기화 지점을 벗어난다. 이는 xEventGroupSync()가 원자적 연산이기 때문에 이벤트 비트를 1로 설정하고 제일 먼저 대기 해제 조건을 확인하기 때문이다.