代码收藏家技术教程 2024-03-27

单片机第四季-RTOS 第一课：实时操作系统简介

1，RTOS来龙去脉

操作系统是什么？

以人类社会类比，小公司三四个人都是干活的，大公司有几万人其中有几千人从事管理工作，他们的工作是让其他人的干活效率更高。

51单片机为什么没有操作系统，因为51的性能太低，资源太少，类似一个小公司，它上面运行的每一行代码都是干活的。

随着单片机性能提升，硬件更复杂，就像人类社会人越来越多，生产力不断提升，这时候就需要专门的代码管理这些资源（比如内存、flash、IO等）。类似于一个小公司只有几个人，老板可以直接管理这些人，一个几万人的公司老板是无法直接管理这么多人的，就需要设置各种中层职位来进行管理。

操作系统的出现是专业分工的体现。

(1)简单单片机资源少、并行需求小，纯裸机程序即可；
(2)复杂单片机资源多、并行需求和实时需求均有，需要RTOS来帮助开发。

如何学习操作系统？
(1)学习操作系统本身的基本理论，学着去看懂简单的OS内核设计和实现
(2)重点在于使用操作系统来工作：对接自己硬件、管理自己资源、实现自己的项目功能
(3)不必过分关注OS内核，不必尝试自己写OS内核，但要会看、会移植、会用、会解决bug

2，主流RTOS

RTOS（实时操作系统）和linux、windows、android等（非实时操作系统）的差异，RTOS主要应用在工业等领域，例如控制机械手臂的移动可能需要在us级做出反应，非实时操作系统android应用在消费电子领域，例如手机上，你可能会说我点了手机屏幕也很快就有变化啊，这是人的感受，有可能这个反应时间已经在10ms或100ms了，这个时间对人来说已经很快了，windows应用在电脑上同理。

RTOS的关键点：稳定性、license、开发成本、外部扩展资源、实时性、效率、市场占有率等。

主流RTOS：
(1)ucosii           Micrium（2016被Silabs收购）
(2)ucosiii
(3)freertos           英国Real Time Engineers Ltd,Richard Barry. 开源、免费商用，市占率最高
(4)rtx               Keil/ARM   官方支持，发展很快，将M3/M4内核性能充分发挥
(5)rawos           国内高质量rtos，商业化原因暂停维护中
(6)embOS           Segger       高品质，没emWin火