【操作系統】RT-Thread 入門學習

一、嵌入式操作系統

1.1 軟實時與硬實時

• 強實時操作系統：嚴格限定在規定時間內完成任務，否則就會導致災難性的發生，例如導彈攔截系統、汽車引擎系統等。
• 弱實時操作系統：可以允許偶爾出現一定的時間偏差，但是隨着時間的偏移，整個系統的正確性會隨之下降，例如DVD播放器，允許其偶爾出現畫面或聲音的延遲。

1.2 主流嵌入式RTOS

主流RTOS主要有：uC/OS、FreeRTOS、RT-Thread等

1.2.1 uC/OS

• 比較經典的μC/OS II(Micro-Controller Operating System Two)是一個可以基於ROM運行的、可裁剪的、搶佔式、實時多任務內核，具有高度可移植性。
• 其爲美國的一款RTOS，發佈於1992年。
• 2001年，北航的邵貝貝教授第一次將有關uC/OS的書籍翻譯成中文。
• 目前uC/OS III爲商用版本。
• uC/OS官網

1.2.2 FreeRTOS

• FreeRTOS誕生於2003年，其按照開源、免費的策略發佈，可用於任何商業與非商業場合。
• FreeRTOS是一個迷你的實時操作系統內核。作爲一個輕量級的操作系統，功能包括：任務管理、時間管理、信號量、消息隊列、內存管理、記錄功能、軟件定時器、協程等，可基本滿足較小系統的需要。
• FreeRTOS官網

1.2.3 RT-Thread

• RTT爲國內的一款嵌入式RTOS，誕生於2006年，其與FreeRTOS類似，以開源、免費的方式進行發佈。
• RT-Thread，全稱是 Real Time-Thread，顧名思義，它是一個嵌入式實時多線程操作系統，基本屬性之一是支持多任務。
• RTT自創建之初的定位就不僅是一個RTOS的內核，而是包含網絡、文件系統、GUI界面等組件的中間平臺。
• RTT官網

二、RTT的架構

• 物聯網操作系統是指以操作系統內核（可以是 RTOS、Linux 等）爲基礎，包括如文件系統、圖形庫等較爲完整的中間件組件，具備低功耗、安全、通信協議支持和雲端連接能力的軟件平臺，RT-Thread 就是一個 IoT OS。
• RT-Thread 與其他很多 RTOS 如 FreeRTOS、uC/OS 的主要區別之一是，它不僅僅是一個實時內核，還具備豐富的中間層組件。
  

2.1 內核層

• RT-Thread 內核，是 RT-Thread 的核心部分，包括了內核系統中對象的實現，例如多線程及其調度、信號量、郵箱、消息隊列、內存管理、定時器等；libcpu/BSP（芯片移植相關文件 / 板級支持包）與硬件密切相關，由外設驅動和 CPU 移植構成。

2.2 組件與服務層

• 組件是基於 RT-Thread 內核之上的上層軟件，例如虛擬文件系統、FinSH 命令行界面、網絡框架、設備框架等。採用模塊化設計，做到組件內部高內聚，組件之間低耦合。

2.3 軟件包

運行於 RT-Thread 物聯網操作系統平臺上，面向不同應用領域的通用軟件組件，由描述信息、源代碼或庫文件組成。RT-Thread 提供了開放的軟件包平臺，這裏存放了官方提供或開發者提供的軟件包，該平臺爲開發者提供了衆多可重用軟件包的選擇，這也是 RT-Thread 生態的重要組成部分。軟件包生態對於一個操作系統的選擇至關重要，因爲這些軟件包具有很強的可重用性，模塊化程度很高，極大的方便應用開發者在最短時間內，打造出自己想要的系統。RT-Thread 已經支持的軟件包數量已經達到 60+，如下舉例：

• 物聯網相關的軟件包：Paho MQTT、WebClient、mongoose、WebTerminal 等等。
• 腳本語言相關的軟件包：目前支持 JerryScript、MicroPython。
• 多媒體相關的軟件包：Openmv、mupdf。
• 工具類軟件包：CmBacktrace、EasyFlash、EasyLogger、SystemView。
• 系統相關的軟件包：RTGUI、Persimmon UI、lwext4、partition、SQLite 等等。
• 外設庫與驅動類軟件包：RealTek RTL8710BN SDK。
• 軟件包網址