嵌入式RTOS系統是什么？

　　在嵌入式應用領域，很多場合對系統的實時性要求嚴格，因此操作系統的選擇要基于實時系統。實時多任務操作系統(Real Time Operating System，簡稱RTOS)是根據操作系統的工作特性而言的，實時是指物理進程的真實時間。

嵌入式RTOS是什么

基本信息

　　在嵌入式應用領域，很多場合對系統的實時性要求嚴格，因此操作系統的選擇要基于實時系統。實時多任務操作系統(Real Time Operating System，簡稱RTOS)是根據操作系統的工作特性而言的，實時是指物理進程的真實時間。實時操作系統是指具有實時性，能支持實時控制系統工作的操作系統。其首要任務是調度一切可利用的資源完成實時控制任務，其次才著眼于提高計算機系統的使用效率，重要特點是要滿足對時間的限制和要求。

　　通常對于分時操作系統，軟件的執(zhí)行在時間上的要求并不嚴格，時間上的錯誤一般不會造成災難性的后果。但對于實時操作系統，主要任務是要求對事件進行實時的處理，雖然事件可能在無法預知的時刻到達．但是軟件上必須在事件發(fā)生時能夠在嚴格的時限內做出響應(系統響應時間)，即使能夠響應，但是如果超出了時限，系統時間響應的超時就意味著致命的失敗。實時操作系統的重要特點是具有系統的可確定性，即系統能對運行情況的最好和最壞等情況能做出精確的估計。

　　實時多任務操作系統(RTOS)是嵌入式應用軟件的基礎和開發(fā)平臺。大多數嵌入式開發(fā)還是在單片機上直接進行，沒有RTOS，但仍要有一個主程序負責調度各個任務。RTOS是一段嵌入在目標代碼中的程序，系統復位后首先執(zhí)行，相當于用戶的主程序，用戶的其他應用程序都建立在RTOS之上。不僅如此，RTOS還是一個標準的內核，將CPU時間、中斷、I/O、定時器等資源都包裝起來，留給用戶一個標準的API(系統調用)，并根據各個任務的優(yōu)先級，合理地在不同任務之間分配CPU時間。

　　RTOS是針對不同處理器優(yōu)化設計的高效率實時多任務內核，RTOS可以面對幾十個系列的嵌入式處理器MPU、MCU、DSP、SOC等提供類同的API接口，這是RTOS基于設備獨立的應用程序開發(fā)基礎。因此，基于RTOS的C語言程序具有極大的可移植性。據專家測算，優(yōu)秀RTOS上跨處理器平臺的程序移植只需要修改1%～4%的內容。在RTOS基礎上可以編寫出各種硬件驅動程序、專家?guī)旌瘮?、行業(yè)庫函數、產品庫函數，和通用性的應用程序一起，可以作為產品銷售，促進行業(yè)的知識產權交流。因此，RTOS又是一個軟件開發(fā)平臺。

發(fā)展過程

　　實時操作系統(RTOS)的研究是從20世紀60年代開始的。從系統結構上看，RTOS到現在已經歷了如下三個階段：

早期的實時操作系統

　　早期的實時操作系統，還不能稱為真正的RTOS，它只是小而簡單的、帶有一定專用性的軟件，功能較弱，可以認為是一種實時監(jiān)控程序。它一般為用戶提供對系統的初始化管理以及簡單的實時時鐘管理，有的實時監(jiān)控程序也引入了任務調度及簡單的任務間協調等功能，屬于這類實時監(jiān)控程序的有RTMX等。這個時期，實時應用較簡單，實時性要求也不高。應用程序、實時監(jiān)控程序和硬件運行平臺往往是緊密聯系在一起的。

專用實時操作系統

　　專用實時操作系統，隨著應用的發(fā)展，早期的RTOS已越來越顯示出明顯的不足了。有些實時系統的開發(fā)者為了滿足實時應用的需要，自己研制與特定硬件相匹配的實時操作系統。這類專用實時操作系統在國外稱為Real—Time Operating System Developed in House。它是在早期用戶為滿足自身開發(fā)需要而研制的。一般只能適用于特定的硬件環(huán)境，且缺乏嚴格的評測，移植性也不太好。屬于這類實時操作系統的有Intel公司的iMAX86等。

通用實時操作系統

　　在各種專用RTOS中，一些多任務的機制如基于優(yōu)先級的調度、實時時鐘管理、任務間的通信、同步互斥機構等基本上是相同的，不同的只是面向各自的硬件環(huán)境與應用目標。實際上，相同的多任務機制是能夠共享的，因而可以把這部分很好地組織起來，形成一個通用的實時操作相同內核。這類實時操作系統大多采用軟組件結構，以一個個軟件“標準組件”構成通用的實時操作系統，一方面，在RTOS內核的最底層將不同的硬件特性屏蔽掉；另一方面．對不同的應用環(huán)境提供了標準的、可剪裁的系統服務軟組件。這使得用戶可根據不同的實時應用要求及硬件環(huán)境選擇不同的軟組件，也使得實時操作系統開發(fā)商在開發(fā)過程中減少了重復性工作。這類通用實時操作系統，有Integrated System公司的psosystem，Intel公司的iRMX386，Ready System公司(后與MicrotecResearch合并)的VRTX32，WindRiver SystomS公司(位于美國加州Almeda市)的VxworkS，Accelerated Technology Inc公司的NuclouS PLUS等。它們一般都提供了實時性較好的內核、多種任務通信機制、基于TCP/IP的網絡組件、文件管理及I/O服務，提供了集編輯、編譯、調試、仿真為一體的集成開發(fā)環(huán)境，支持用戶使用C、C++進行應用程序的開發(fā)。