嵌入式OS入門筆記-以RTX為案例：二.快速移植到RTX

本篇筆記將簡單介紹RTX，包括基本架構，如何在Keil中配置。需要安裝ARM-MDK和一塊硬件板，筆記以STM32F4Discovery為例子。


1.為什么要用RTOS？
盡管把所有程序放在一個大的循環里順序執行，總是可能的（甚至很多時候是足夠的勝任任務的），但是這樣做有好幾個明顯的缺點：
? 過分依賴中斷 ISR（Interrupt Service Routine, 中斷服務例程）
? 同步不同的ISR不容易
? 可預測性和延展性很差（大量的ISR，甚至是中斷嵌套）
? 對局部的修改會對整個系統有水花效應(沒有模塊化，牽一發而動全身)
RTOS主要是把要執行的運算包裝在小的task里面，這樣好的好處是：
? 更好的程序流（program flow）和反應
? 多任務（盡管這是假象）
? 簡單的ISR，強的決定性
? 更好的進程間通信
? 更好的資源管理
? 最關鍵的是，開發成本低！

一個不成文的小經驗：如果源程序大于1MB，那就有必要用RTOS了！

2.為什么不要用RTOS？
當然，也有很多情況下我們不希望用RTOS的：
? 項目簡單
? 不想學RTOS
? RTOS盡管性能方便出色，但不是最優的！（好比用匯編還是用C，有經驗的程序員可以寫出比編譯器效率更高的代碼，可是編譯器大大簡化開發過程。）如果需要極致的性能優化，那可能RTOS不是你的第一選擇，畢竟RTOS是有內存和運行overhead的。
? 開發RTOS很耗時間
? 不是所有RTOS都是免費的

3.為什么RTX？
為什么選RTX不選別的RTOS，例如FreeRTOS？
? 免費（royalty-free，買斷式的授權）
? 好上手
? 對硬件要求低
? 和ARM軟硬件兼容性好（ARM-MDK自帶）
? 可以查看源代碼
其實主要還是看應用，RTX在行業里聲譽還是很好的，穩定性強，開發成本低，而且基本功能齊全。

4.RTX的結構
RTX其實是Keil Real-Time Library （RTL）的核心，這個RTL有很多部分的，都是在RTX kernel基礎上庫。 RTX Kernel本身的話，結構大概如下圖：


主要的組件有：mutex互斥鎖，memory pool內存池，mailbox郵箱，time（timer）定時器， event事件， semaphore旗語或信號燈，task management進程管理等等和最核心的Scheduler排程器（進程調度器）。

5.移植到RTX上很簡單！
移植一個現有的ARM-MDK工程到RTX上非常簡單：
1.在工程配置中選擇RTX Kernel作為你的操作系統，如下圖：
?

2.在你的main.c里添加頭文件RTL.H：
#include <RTL.h> 3.復制RTX_Conf_CM.文件到你的工程里。這個文件可以在<<YourKeil Directory>>\ARM\RL\RTX\Config 路徑下找到。
4.將你原有的函數改造成task，就是在函數返回類型前添加標記 __task (雙下劃線) 例如：
__task void task(void){ for(;;){ //... } }
5.初始化RTX并創建第一個task，例如：
os_sys_init(task);基本就這樣，具體的關于Task的API，后面的筆記會繼續介紹。


6.幾個相關的文件
完成上述幾步后，你會發現你的工程里主要多了這三個文件：
? RTL.h
? RTL_Conf_CM.c
? RTX_lib.c
第一個是整個RTL的API函數簽名。第二個是RTX的配置文件，你可以通過configuration wizard提供的GUI去配置你的OS。最后一個是內核的配置文件，有一些可以實時調用的配置函數。


7.RTX的配置
這里多說說第二個文件，你可以使用text editor去修改代碼，也可以使用configuration wizard，如下圖：
?
這里先逐項簡單介紹這里的選項：
? 并行的task數
? 用戶設定堆棧的task數
? 預設堆棧大小
? 檢查是否堆棧溢出
? 是否在kernel mode下運行？這個意思是一般的task是否也在kernel mode下運行，一般不勾選。
? 硬件時鐘，CM系列的Core SysTick就是專門為OS所設置的，所以如果你原來就有用到這個timer的話，你的移植可能會出現問題。
? 硬件時鐘頻率
? 一個tick的時間，預設是10ms，這個和delay函數和排程器有關
? 是否輪轉式排程？
? 輪轉式排程的時間片，如果是5，那就是5*10ms=50ms（和tick值有關）
? 用戶時鐘數
? ISR隊列的大小
一般主要調的就時鐘頻率和排程的設置。


8.題外話-CMSIS-RTOS 和 RTX
uVision5提供的RTOS是CMSIS-RTOS，有點讓人覺得摸不著頭腦。其實CMSIS-RTOS是在RTX上的另一層封裝。這樣做的意義在于，建立在不同RTOS（例如RTX和FreeRTOS）的項目可以用同一套API。對于大部分ARM的核來說，其實其底層就是RTX。
?
所以其實本質上是一個東西，只是API名稱不同。使用CMSIS-RTOS 的好處就是稍微強的移植性。但是考慮到ARM的市場占有和他們RTX本身的兼容性，不用CMSIS-RTOS好像更好。而且兩層封裝，很容易把人弄暈。

當然，如果有需要，可以參考官方文檔：移植RTX到CMSIS-RTOS。

文章轉載自：http://blog.csdn.net/raym0ndkwan/article/details/32859989

總結

以上是生活随笔為你收集整理的嵌入式OS入门笔记-以RTX为案例：二.快速移植到RTX的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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