如何理解嵌入式實時操作系統RT-Thread

這期內容當中小編將會給大家帶來有關如何理解嵌入式實時操作系統RT-Thread，文章內容豐富且以專業的角度為大家分析和敘述，閱讀完這篇文章希望大家可以有所收獲。

小編對RT-Thread系列操作系統做一個簡介。

1.RT-Thread 概述

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，允許多個任務同時運行并不意味著處理器在同一時刻真地執行了多個任務。事實上，一個處理器核心在某一時刻只能運行一個任務，由于每次對一個任務的執行時間很短、任務與任務之間通過任務調度器進行非常快速地切換（調度器根據優先級決定此刻該執行的任務），給人造成多個任務在一個時刻同時運行的錯覺。在 RT-Thread 系統中，任務通過線程實現的，RT-Thread 中的線程調度器也就是以上提到的任務調度器。

RT-Thread 主要采用 C 語言編寫，淺顯易懂，方便移植。它把面向對象的設計方法應用到實時系統設計中，使得代碼風格優雅、架構清晰、系統模塊化并且可裁剪性非常好。針對資源受限的微控制器（MCU）系統，可通過方便易用的工具，裁剪出僅需要 3KB Flash、1.2KB RAM 內存資源的 NANO 版本（NANO 是 RT-Thread 官方于 2017 年 7 月份發布的一個極簡版內核)；而對于資源豐富的物聯網設備，RT-Thread 又能使用在線的軟件包管理工具，配合系統配置工具實現直觀快速的模塊化裁剪，無縫地導入豐富的軟件功能包，實現類似 Android 的圖形界面及觸摸滑動效果、智能語音交互效果等復雜功能。

相較于 Linux 操作系統，RT-Thread 體積小，成本低，功耗低、啟動快速，除此以外 RT-Thread 還具有實時性高、占用資源小等特點，非常適用于各種資源受限（如成本、功耗限制等）的場合。雖然 32 位 MCU 是它的主要運行平臺，實際上很多帶有 MMU、基于 ARM9、ARM11 甚至 Cortex-A 系列級別 CPU 的應用處理器在特定應用場合也適合使用 RT-Thread。

1.1許可協議

RT-Thread 系統完全開源，3.1.0 及以前的版本遵循 GPL V2 + 開源許可協議。從 3.1.0 以后的版本遵循 Apache License 2.0 開源許可協議，可以免費在商業產品中使用，并且不需要公開私有代碼。

1.2RT-Thread 的架構

近年來，物聯網（Internet Of Things，IoT）概念廣為普及，物聯網市場發展迅猛，嵌入式設備的聯網已是大勢所趨。終端聯網使得軟件復雜性大幅增加，傳統的 RTOS 內核已經越來越難滿足市場的需求，在這種情況下，物聯網操作系統（IoT OS）的概念應運而生。物聯網操作系統是指以操作系統內核（可以是 RTOS、Linux 等）為基礎，包括如文件系統、圖形庫等較為完整的中間件組件，具備低功耗、安全、通信協議支持和云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.RT-Thread 分類

2.1 RT-Thread完整版

包含眾多組件，可以自由裁剪。適用于需要使用RT-Thread的豐富功能，如各類外設、物聯網組件、軟件包等的場景。

2.2 RT-Thread Nano版

RT-Thread Nano 是一個極簡版的硬實時內核，它是由 C 語言開發，采用面向對象的編程思維，具有良好的代碼風格，是一款可裁剪的、搶占式實時多任務的 RTOS。其內存資源占用極小，功能包括任務處理、軟件定時器、信號量、郵箱和實時調度等相對完整的實時操作系統特性。適用于家電、消費電子、醫療設備、工控等領域大量使用的 32 位 ARM 入門級 MCU 的場合。

下圖是 RT-Thread Nano 的軟件框圖，包含支持的 CPU 架構與內核源碼，還有可拆卸的 FinSH 組件。

支持架構：ARM：Cortex M0/ M3/ M4/ M7 等、RISC-V 及其他。

功能：線程管理、線程間同步與通信、時鐘管理、中斷管理、內存管理。

2.3 RT-Thread Smart 

RT-Thread Smart（簡稱 rt-smart）是基于 RT-Thread 操作系統衍生的新分支，面向帶 MMU，中高端應用的芯片，例如 ARM Cortex-A 系列芯片，MIPS 芯片，帶 MMU 的 RISC-V 芯片等。rt-smart 在 RT-Thread 操作系統的基礎上啟用獨立、完整的進程方式，同時以混合微內核模式執行。

上述就是小編為大家分享的如何理解嵌入式實時操作系統RT-Thread了，如果剛好有類似的疑惑，不妨參照上述分析進行理解。如果想知道更多相關知識，歡迎關注億速云行業資訊頻道。