什么是实时操作系统（UCOS简介）

news2024/12/25 10:34:19

uC/OS-III官网：Home Page - Weston Embedded Solutions

一、裸机与RTOS介绍

下面我将从不同方面阐述裸机与试试操作系统的区别，从而进一步介绍裸机和实时操作系统

定义：
- 裸机：裸机指的是没有任何操作系统或软件层的硬件系统。在裸机状态下，程序可以直接访问硬件资源。
- 实时操作系统：实时操作系统（RTOS）是一种专门设计用于实时应用程序的操作系统。它提供了严格的时间约束，能够确保任务在预定的时间内完成并响应外部事件。
硬件访问：
- 裸机：在裸机环境中，程序可以直接访问硬件资源，如处理器、内存、外设等。程序需要自行负责管理硬件资源的分配和使用。
- 实时操作系统：实时操作系统提供了一层抽象，使应用程序可以通过操作系统提供的接口来访问硬件资源。这样可以简化应用程序的开发和维护工作。
程序调度：
- 裸机：在裸机环境中，程序执行的顺序由程序员手动编写的代码控制。没有操作系统提供的调度器来控制任务的执行顺序。
- 实时操作系统：实时操作系统具有任务调度器，根据任务的优先级和时间约束来安排任务的执行顺序。它可以确保任务在规定的时间内得到处理。
响应能力：
- 裸机：裸机系统的响应能力取决于程序员编写的代码和硬件资源的性能。对于实时需求较高的应用，裸机环境可能无法满足其严格的时间要求。
- 实时操作系统：实时操作系统通常具有优化的调度算法和中断处理机制，能够提供更好的响应能力。它能够确保关键任务按时得到执行，从而满足实时应用的需求。

总的来说，裸机环境更接近底层硬件，对于某些特定的应用场景可能更加灵活和高效。而实时操作系统则提供了更高层次的抽象和管理，使得开发实时应用程序更加方便且可靠。选择使用裸机还是实时操作系统，需要根据具体的应用需求和性能要求进行权衡。

对于裸机系统而言：

while(1)

{

打游戏();

回复信息();

}

对于裸机系统而言：

while(1)

{

打游戏();

回复信息();

}

对于RTOS而言：

void main(void)

{

/* 创建打游戏任务 */

OSTaskCreate（打游戏）

/* 创建回复信息任务 */

OSTaskCreate (回复信息)

}

void 游戏(void)

{

   while(1)

   {

打游戏();

   }

}

void 信息(void)

{

   while(1)

   {

回复信息();

   }

}

二、裸机与RTOS的特点

裸机：裸机又称为前后台系统，前台系统指的中断服务函数，后台系统指的大循环，即应用程序

1、实时性差：（应用程序）轮流执行

2、delay：空等待，CPU不执行其他代码

3、结构臃肿：实现功能都放在无线循环

RTOS：RTOS全称为 Real Time OS，就是实时操作系统，强调的是：实时性

1、分而治之：实现功能划分为多个任务

2、延时函数：任务调度

3、抢占式：高优先级任务抢占低优先级任务

4、任务堆栈：每个任务都有自己的栈空间

注意：1、中断可以打断任何任务

2、任务可以同等优先级

三、UCOS简介

1、µC/OS-III 是基于 C 语言编写的第三代小型操作系统。

特征	uC/OS	uC/OS-II	uC/OS-III
发布年份	1992	1998	2009
抢占式多任务	是	是	是
最大任务数	64	255	无限制
单个优先级任务数	1	1	无限制
时间片调度	否	否	是
事件标志	否	是	是
队列	是	是	是
可裁剪	是	是	是
代码量	3K~8K	6~26K	6K~24K
… …