MTK Nucleus OS之初識
一直以來大多數國產手機採用聯發科的MTK平臺，而MTK平臺採用的操作系統是Nucleus。Nucleus Plus是美國源代碼操作系統商ATI公司推出的新一代嵌入式操作系統，屬於搶先式實時多任務操作系統內核， 95%的代碼使用ANSI C編寫，非常便於移植於各種處理器家族。從實現的角度講，不同於傳統嵌入式開發，Nucleus Plus是以函數庫的形式鏈接到目標應用程序中，形成可執行目標代碼，下載到目標板上或燒到ROM/FLASH ROM 中去執行。Nucleus Plus內核在典型的CISC體系結構上佔據大約20k空間，而在典型的RISC體系結構上佔據空間爲40k左右，其內核數據結構佔據1.5k字節的空間。Nucleus Plus以其實時響應、搶先、多任務以及源代碼開放特性獲得在通訊、國防、工業控制、航空/航天、鐵路、網絡、POS、自動化控制、智能家電等領域的廣泛應用。
如果你也想學習一下MTK平臺或嵌入式開發平臺，要想做到精通一個平臺，就得對其OS必須非常瞭解，否則就談不上精通。 TI和MTK都是使用Nucleus OS。Nucleus PLUS 採用了軟件組件的方法。每個組件具有單一而明確的目的，通常由幾個C及彙編語言模塊構成，提供清晰的外部接口，對組件的引用就是通過這些接口完成的。除了少數一些特殊情況外，不允許從外部對組件內的全局進行訪問。由於採用了軟件組件的方法，Nucleus PLUS 各個組件非常易於替換和複用。
Nucleus PLUS 的組件包括任務控制、內存管理、任務間通信、任務的同步與互斥、中斷管理、定時器及I/O驅動等。
Nucleus具有如下特點：
1、提供源代碼
Nucleus PLUS 提供註釋嚴格的C源級代碼給每一個用戶。這樣，用戶能夠深入地瞭解底層內核的運作方式，並可根據自己的特殊要求刪減或改動系統軟件，這對軟件的規範化管理及系統軟件的測試都有極大的幫助。另外，由於提供了 RTOS 的源級代碼，用戶不但可以進行 RTOS 的學習和研究，而且產品在量產時也不必支付 License，可以省去大量的費用。對於軍方來說，由於提供了源代碼，用戶完全可以控制內核而不必擔心操作系統中可能會存在異常任務導致系統崩潰。
2、性價比高
Nucleus PLUS 由於採用了先進的微內核 ( Micro-kernel ) 技術，因而在優先級安排，任務調度，任務切換等各個方面都有相當大的優勢。另外，對C++語言的全面支持又使得Nucleus PLUS 的 Kernel 成爲名副其實的面向對象的實時操作系統內核。然而，其價格卻比較合理。所以，容易被廣大的研發單位接受。
3、易學易用
Nucleus PLUS 能夠結合 Paradigm，SDS以及 ATI自己的多任務調試器組成功能強大的集成開發環境，配合相應的編譯器和動態聯結庫以及各類底層驅動軟件，用戶可以輕鬆地進行 RTOS 的開發和調試。另外，由於這些集成開發環境 ( IDE ) 爲所有的開發工程師所熟悉，因而，容易學習和使用。
4、功能模塊豐富
Nucleus PLUS 除提供功能強大的內核操作系統外，還提供種類豐富的功能模塊。例如用於通訊系統的局域和廣域網絡模塊，支持 圖形應用的實時化 Windows 模塊，支持Internet網的 WEB 產品模塊，工控機實時 BIOS 模塊，圖形化用戶接口以及應用軟件性能分析模塊等。用戶可以根據自己的應用來選擇不同的應用模塊。
Nucleus PLUS支持的CPU類型：
Nucleus PLUS 的 RTOS內核可支持如下類型的CPU：x86,68xxx,68HCxx,NEC V25, ColdFire, 29K,i960, MIPS, SPARClite, TI DSP, ARM6/7, StrongARM, H8/300H, SH1/2/3, PowerPC, V8xx, Tricore, Mcore, Panasonic MN10200, Tricore, Mcore等。可以說NUCLEUS+是支持CPU類型最豐富的實時多任務操作系統。
針對各種嵌入式應用，Nucleus PLUS 還提供相應的網絡協議（如TCP/IP，SNMP等），以滿足用戶對通訊系統的開發要求。另外，可重入的文件系統、可重入的C函數庫以及圖形化界面等也給開發者提供了方便。
針對不同的CPU類型，Nucleus 還提供編譯器、動態連接庫、多任務調試器等相應的工具來配置用戶的開發環境。值得提出的是ATI公司最近還發表了基於Microsoft Developers Studio的嵌入式集成開發環境－NUCLEUS EDE。從而率先將嵌入式開發工具與Microsoft的強大開發環境結合起來，提供給工程師們強大的開發手段。
三、 源代碼帶來的優勢
衆所周知，Nucleus實時多任務操作系統提供給用戶源代碼。這除商務上給用戶帶來巨大益處（免交Royalty）外，還在技術方面給用戶極大的方便，即無需編寫和調試BSP，從而達到易學易用的目的，加速產品上市。
對RTOS有一定知識的一定清楚，使用RTOS最大的障礙在於編寫和調試BSP。大家知道，在調試目標系統的軟件之前，必須將目標與主機連接起來並建立通訊。爲此，我們可以編寫一段監控程序（Monitor）。然而，如果要調試基於RTOS內核的程序，主機上的調試器（Debugger）除要與目標建立通訊外，更重要的是必須識別RTOS的任務，這樣才能進行任務級調試（Task-aware Debugger）。因此，只有Monitor是不夠的。如果我們選用的RTOS不提供源代碼，那麼，主機上的調試器（Debugger）就只有通過用戶編寫的BSP來了解Kernel在現有硬件平臺上對各個任務進行調度的情況。顯然，編寫BSP必須對CPU目標系統的硬件以及應用軟件等有全面而深入的瞭解。一般說來，對於一個有一定硬件開發經驗的工程師來說，編寫一個新的BSP要花的平均時間爲兩個月左右。這對於一個新手來說可是比較困難的。
對於編寫BSP的工程師來說，另外一個更大的挑戰就是如何調試BSP，即如何驗證所編寫的BSP是否正確。通常剛剛焊接安裝好的PCB板中，硬件或軟件的故障（Bugs）是比較多的。甚至更常見的是CPU部分都沒有運作正常。有時時序錯誤和總線錯誤都還存在。在您把寫好的BSP燒入EPROM（或FLASH）中試圖將目標與主機建立聯繫時，您幾乎100%地會發現根本無法通訊，眼前一團漆黑，不知是軟件有錯誤還是硬件不運轉。BSP在正常運行嗎？不得而知。在焦急和摸索中您可能發現幾個月已悄然而過。
對於早期的實時操作系統來說，BSP是必由之路。然而，新一代的RTOS-Nucleus PLUS則避免了BSP帶來的痛苦過程。因爲Nucleus的調試是基於全新的動態連接庫（DLL）。用戶只須通過監控程序（Monitor）或者BDM調試口（或者JTAG調試口）建立目標系統（Target）與主機（Host）之間的通訊，並給主機上的Debugger初始化特性中加入Nucleus的動態連接庫（DLLs），這時，調試器就能夠自動地去識別運行在目標系統中的Nucleus內核和各個應用任務，從而完成任務級調試。上述的動態連接庫（DLLs）是由RTOS廠商和Debugger廠商合作完成的，用戶無須自行編寫。因此，Nucleus的用戶只需要將精力放在基於Nucleus的編程工作中。對於一個新手，往往經過一天到兩天的學習和培訓，就可以投入到應用程序編制工作中去，無需花大量的時間去研究CPU，特定的硬件等。
另外，由於有了源程序，用戶在調試程序時可以清楚地通過STEP INTO命令，追蹤到RTOS的內層中去，觀看和學習Kernel對任務的管理和調度機制。對於有志研究RTOS深層技術的工程師來說極爲方便。對於Motorola 68K和PowerPC，用戶可以利用GreenHill公司的Mutil調試器或TRACE-ICD來完成Nucleus PLUS的調試；對於ARM和StrongARM，用戶可以利用ARM公司的SDT251調試器或TRACE-ICD來完成Nucleus PLUS的調試；對於Intel x86實模式，用戶可以利用Paradigm公司的調試器及其DLL來進行任務級調試；對於Intel x86保護模式則可以利用SSI公司Softprobe調試器和SSI DLL來調試；對於i960，SH3/4，ARM6/7，MIPS等芯片，則可以使用ATI公司自己的UDB調試器來進行任務的調試。