RTOS概述
概述
如上图所示，裸机也叫做前后台系统，中断属于前台系统，while(1)循环中的叫做后台系统，任务是顺序执行的。而RTOS（Real Time OS）即实时操作系统。在RTOS支持的系统中，每个任务均有一个优先级（类似前面章节的中断抢占优先级），而当前正在运行的任务永远都是已经就绪的最高优先级任务，如上图中所示在裸机中假设在某种情况下需要马上运行task4，但是却不能够马上响应，需要轮到task4执行时，才可以运行，这样就不实时了，而且使用中断可能也不合适，因为中断处理函数中代码执行的代码越少越好，也需要避免使用浮点运算，局限太大了。而实时操作系统可以通过一些任务管理的方式（抢占或挂起）让需要优先运行的任务立即运行，除了中断能够打断其他的任务都不能够，这也是被称为实现系统的原因，任务管理后面再进行补充。
使用实时操作系统还需要额外的ROM/RAM开销，2～5%的CPU额外负荷，以及内核的费用，但是嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性；线程方式的并发任务处理，解决模块化问题，同时保证实时性；官方提供了网络协议栈、文件系统、图形界面（ucGUI、emWin、QT....）的支持；嵌入式实时操作系统充分发挥了32位CPU的多任务潜力。
用RTOS做嵌入式开发的优势
1.并发性
裸机程序并发工作效率低，不可避免的在主程序中会有一个超级大的 while(1) 循环，这里面几乎包含整个项目的所有业务逻辑。因为每个业务逻辑里面都会有delay这样的循环等待函数，这样导致了所有的业务逻辑几乎都是串行起来工作的。这个时候CPU就会有很多时间都浪费在了延时函数里，一直在空转，导致软件的并发效率非常差；
2.模块化：高内聚、低耦合的原则
从软件工程的角度，我们在做软件开发时，都会强调高内聚、低耦合的原则。而裸机的模块化开发难度非常大，模块间的耦合较重，这也导致了无法在大型项目使用裸机来开发。还是刚才 main 函数中大 while(1) 的例子，可以想象到那么多功能都紧紧的挤在一个函数里，不可拆分，模块化开发的困难重重；
举一个非常贴切的例子，在一些使用看门狗的项目中，如果使用delay延时函数，那得注意点，万一延时过长，主函数来不及喂狗，看门狗就被触发了。最后会产生这样一种感觉，一个简简单单的delay还得考虑喂狗功能，裸机开发时操的心太多了，自然无法应用在大型项目中；
3.生态
很多高级软件组件，必须依赖于操作系统来实现；
4.实时性
软件的实时性在一些领域会有一定的要求，软件的每个步骤必须在指定的时间被触发。工控领域就是最常见到的场景，如果实时性无法保证，机械设备可能就无法按照指定时序要求去动作，以至于发生机械事故，甚至会威胁到人的生命。回过来接着看裸机软件，如果软件变得庞大以后，可以想象到，主程序中那么大的一个 while(1) 循环，代码耦合严重，到处都是delay延时，要保证实时性几乎是不可能的；
5.可重用性
在嵌入式碎片化极其严重的时代，各式各样的芯片，想要让同样的代码，在裸机环境下同时适配不同的硬件，难度非常大。这样也就导致了裸机的代码会过多的依赖于底层硬件，重复造轮子的过程也就不可避免。
常见RTOS优势对比
&esmp;&esmp;常见的RTOS有UCOS/FreeRTOS/RT-Thread，其中RT-Thread是国产的，它们的年限都比较长了，在市面上都有一定的知名度，用过的人比较多。
&esmp;&esmp;1. 基本功能、性能
&esmp;&esmp;各家 RTOS 差异很小，可比性并不是很大；
&esmp;&esmp;2. 易用性/可读性
&esmp;&esmp;其中FreeRTOS做的比较差。UCOS可读性强，注释很全。做的最好的是RT-Thread，它是类Linux的代码风格，面向对象的设计模式，代码简洁易懂。在保证了体积（最小 ROM：3K RAM：1.5K）的同时，还借鉴了 Linux 的设备驱动框架、虚拟文件系统、Shell 等功能，设计更加优雅；
&esmp;&esmp;3.组件丰富性
&esmp;&esmp;RT-Thread比起传统UCOS、FreeRTOS 不仅仅在基础功能上多而全，多达50个以上的可重用软件组件，还有很多物联网组件，对于物联网产品几乎做到开箱即用。RT-Thread还可以运行PythonJava、Lua 这些高级语言的脚本，进一步降低开发难度；
&esmp;&esmp;4.开发资料
&esmp;&esmp;这块UCOS做的最好，还有配套相关的书籍，FreeRTOS属于后起之秀，网上也有很多相关资料。RT-Thread 这块之前还是略显薄弱的。因此，入门RTOS最好的系统就首选UCOS。
官方网址
RT-Thread官网网址:https://www.rt-thread.org/
UCOS官网网址:https://www.micrium.com/
FreeRTOS官网网址:https://www.micrium.com/
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链接：https://pan.baidu.com/s/1A0eVfchu0kTflyypQGSTkw
提取码：emat
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