主流 RTOS 实时操作系统介绍
- 1 介绍
- 1.1 概述
- 1.2 RTOS 应用领域
- 1.3 知名实时系统
- VRTX
- pSOS
- OS-9
- embOS
- Azure RTOS 【ThreadX 】
- OpenWrt 【路由】
- Mbed OS 【ARM 公司开发】
- VxWorks 【KUKA、ABB、etc】
- LynxOS
- QNX
- Nucleus
- THREADX
- uC/OS –II/III 【Silicon Labs 收购，更新频率变低】
- INTEGRITY
- Huawei LiteOS 【华为】
- Huawei UniProton【华为】
- AliOS Things
- SylixOS【源自军工】
- RTEMS（The Real-Time Executive for Multiprocessor Systems）
- FreeRTOS【亚马逊收购，更新频率高】
- eCOS
- Contiki
- Zephyr 【英特尔、新思科技（Synopsys）、恩智浦半导体（NXP），from 风河】
- RT-Thread 【国产，应用广泛】
- NuttX 【Xiaomi Vela、PX4】【Posix 】
- 1.4 知名实时系统应用
- 1.5 知名物联网内核
- 2 小米、华为、vivo系统布局对比
- Huawei HarmonyOS
- Huawei LiteOS
- Xiaomi HyperOS（澎湃）
- Xiaomi Vela
- Vivo BlueOS 蓝河
- 参考
1 介绍
1.1 概述
RTOS（Real-Time Operating System），中文译为“实时操作系统”，通常运行在嵌入式设备上（尤其是 MCU 系统），因此也称为“嵌入式实时操作系统”。和一般的操作系统相比，RTOS 最大的特色就是“实时性”，如果有一个任务需要执行，实时操作系统会马上（在较短时间内）执行该任务，不会有较长的延时。
值得一提的是，RTOS 是一类操作系统的统称，并非指某个特定的实时操作系统。
1.2 RTOS 应用领域
- 汽车
- 工业控制装置
- 通信设备
- 消费电子产品
- 仪器仪表
- 军事电子设备
- 航空航天系统
- 计算机外设
- 医疗电子产品
- ……
1.3 知名实时系统
| 实时系统 | 开源/商业 | 地区 |
|---|---|---|
| μc/os-III | 商业 | 美国 |
| FreeRTOS | 开源 | 美国 |
| Vxworks | 商业 | 美国 |
| QNX | 商业 | 加拿大 |
| RT-Thread | 开源 | 国内-睿赛德 |
| SylixOS | 商业 | 国内 |
| InteWell | 商业 | 国内 |
| Liteos | 开源 | 国内-华为 |
（1）比较著名的商业产品有：
全球超过100多种，中国几种，更有许多用户自己设计RTOS
VRTX
Microtec （Mentor 公司收购）
pSOS
Wind RiverSystem wrs.com （WRS 公司收购）
OS-9
Microware Microware.com （Metorworks 收购）
embOS
？？？
Azure RTOS 【ThreadX 】
OpenWrt 【路由】
Mbed OS 【ARM 公司开发】
2014 年，ARM 宣布了针对物联网低功耗设备的操作系统 Mbed OS。mbed OS 部分开源，其余部分控制在 ARM 手中，理由是为了确保操作系统不会碎片化。
VxWorks 【KUKA、ABB、etc】
Jerry Fiddler 创办了 风河（Wind River System），VxWorks 是 风河产品。
VxWorks RTOS 在工业和航空航天领域极有影响力。VxWorks 是唯一支持C ++ 17、Boost、Rust、Python、pandas等开发语言的实时操作系统。VxWorks 是全球首个且唯一一个利用容器部署应用程序的实时操作系统。
机器人 KUKA、ABB 控制部分运行 VxWorks 系统，一些国产机械臂厂家也使用该系统。
LynxOS
lynuxwork ynuxworks.com
QNX
QNX www.qnx.com (黑莓收购）
QNX 最早是加拿大 Quantum Software Systems 公司开发的一个商用实时操作系统，现在属于黑莓（BlackBerry）公司。QNX 具有安全（Secure）、可靠（Reliable）、可信（Trusted）的特点，通常应用于对安全性要求极高的领域，例如汽车、航空、核电站、工业自动化等领域。
值得一提的是，QNX 是世界上第一个微内核实时操作系统，甚至比微软和 Wind River 的 Vxworks 还要早。微内核架构也是 QNX 实现性能和可靠性平衡的关键所在。QNX 是全球第一款通过 ISO 26262 ASIL levelD 安全认证的车载操作系统，因此它一直是汽车领域市场占有率最高的操作系统。
Nucleus
ATI www.mentor.com/esd (Mentor收购）
THREADX
Expresslogic www.rtos.com
uC/OS –II/III 【Silicon Labs 收购，更新频率变低】
Micrium www.micrium.com
μC/OS 由 Micrium 公司开发的一个可移植、可固化、可裁剪、占先式多任务实时内核，它适用于多种微处理器，微控制器和数字处理芯片（已经移植到超过100种以上的微处理器应用中）。
μC/OS 主要包括经典的 µC/OS-II 和 µC/OS-III 两个版本。
INTEGRITY
Gree Hill www.ghs.com
Huawei LiteOS 【华为】
Huawei LiteOS 是华为面向物联网领域开发的一个基于实时内核的轻量级操作系统。LiteOS 是针对物联网设备设计的操作系统，它由内核和构筑在内核之上的框架、对应用提供的 API 接口构成。LiteOS 后来被整合到鸿蒙生态系统中。
Huawei UniProton【华为】
从MCU到A²MCU，且看海思和openEuler如何碰出创新火花
AliOS Things
AliOS Things 阿里巴巴旗下面向 IoT 领域的轻量级物联网嵌入式操作系统，致力于搭建云端一体化IoT基础设备。具备极致性能，极简开发、云端一体、丰富组件、安全防护等关键能力，并支持终端设备连接到阿里云 Link，可广泛应用在智能家居、智慧城市、新出行等领域。
SylixOS【源自军工】
SylixOS 是一款诞生于2006年、由中国人自己开发的、大型、嵌入式、实时、类 UNIX 操作系统。现由翼辉信息有限公司专门推广和开发。主要应用在航空航天、工业自动化、通信、新能源等领域。在军工领域较为出名。
特别强调一下，SylixOS 不是 Linux 的衍生版，也不是照抄了其他操作系统的内核，SylixOS 内核完全是国人自主开发的，另外配套移植了一些第三方开源软件（如 FAT 文件系统，QT 图形界面等，其他操作系统的很多中间件也大多是移植第三方开源软件）而组成的操作系统。
从全球范围上看，SylixOS 作为实时操作系统的后来者，在设计思路上借鉴了众多实时操作系统的设计思想，其中就包括 RTEMS、VxWorks、ThreadX 等，使得具体性能参数上达到或超过了众多实时操作系统的水平，成为国内实时操作系统的最优秀代表之一。
（2）比较著名的开源产品有：
RTEMS（The Real-Time Executive for Multiprocessor Systems）
实时多处理器系统，最早运用在美国防系统，由 OAR 公司维护，广泛用在航空航天和军工。
早期的名称为“实时导弹系统”，后改名为“实时军用系统”。RTEMS 是最早支持 POSIX、TCP/IP 协议和多处理器架构构的 RTOS。
FreeRTOS【亚马逊收购，更新频率高】
比较清晰的表现其目标和专注点在支持8-16-32位 MCU ，但整体缺乏系统性和配套。FreeRTOS 一开始专注于针对微控制器，代码量小、开源免费，如今成为世界上最受开发者欢迎的 RTOS 之一。FreeRTOS 还有商业版本 OpenRTOS 和安全版 SAFERTOS。
eCOS
基于GNU 的RTOS，含TCP/IP和文件系统，Redhad 曾拥有，eCOcentric维护，消费电子应用。eCos 最大的特点是内核可配置，并且用 C++ 书写。
Contiki
起源于无线传感网络的的RTOS ，有超低功耗管理和IPV6支持。
Zephyr 【英特尔、新思科技（Synopsys）、恩智浦半导体（NXP），from 风河】
Zephyr 项目是由英特尔、新思科技（Synopsys）、恩智浦半导体（NXP）等公司在 2016 年发起的开源实时操作系统项目，现在由 Linux 基金会管理。Zephyr 最初的代码来自风河，风河的 VxWorks RTOS 在工业和航空航天领域极有影响力。Zephyr 目前在中国的关注度比较低。
RT-Thread 【国产，应用广泛】
RT-Thread 是国内开发者非常熟悉的开源 RTOS，在中国物联网市场有广泛的生态基础和市场占有率。RT-Smart 专注于对安全、多核和高性能处理器的支持，开源 RT-Smart 对高端嵌入式市场的生态建设将起到积极作用。
NuttX 【Xiaomi Vela、PX4】【Posix 】
NuttX 可从 8 位扩展到 64 位微控制器环境，其主要管理标准是 Posix 和 ANSI 标准。
Xiaomi Vela 是小米基于开源实时操作系统 NuttX 打造的物联网嵌入式软件平台，Vela 在各种物联网硬件平台上提供统一的软件服务，支持丰富的组件和易用的框架，打通碎片化的物联网应用场景。
1.4 知名实时系统应用
| 应用 | 硬件 | 控制系统 | 补充 |
|---|---|---|---|
| KUKA 库卡 | x86 | VxWorks | |
| ABB | x86 | VxWorks | |
| FANUC 发那科 | ? | 基于 unix 自研实时系统 | |
| YASKAWA 安川 | ? | 基于 linux 自研实时系统 | 安川 YASKAWA 新一代机器人 MOTOMAN NEXT 采用风河公司的 Wind River Linux 系统 示教器 Windows CE |
| 纳博特 | x86 | VxWorks 或 Linux（PREEMPT_RT）或 SylixOS | |
| 小米物联网 | arm \ dsp | Vela | 基于 NuttX 打造 |
| 华为物联网 | arm | LiteOS | 借鉴 NuttX + 自己创新 |
| PX4 | arm / ? | Nuttx | 无人机飞控系统 |
1.5 知名物联网内核
| 机构 | 内核 |
|---|---|
| Amazon FreeRTOS | FreeRTOS |
| Azure RTOS | ThreadX |
| HarmonyOS | LiteOS/Linux |
| Mbed OS | RTX |
| Xiaomi Vela | NuttX |
2 小米、华为、vivo系统布局对比
Huawei HarmonyOS
鸿蒙OS（HarmonyOS）是华为公司开发的一款全场景分布式操作系统。它最初于2019年8月发布，旨在为各种设备提供一致的用户体验，包括智能手机、平板电脑、智能手表、智能电视、车载系统等。
Huawei LiteOS
Huawei LiteOS 是华为面向物联网领域开发的一个基于实时内核的轻量级操作系统。LiteOS 是针对物联网设备设计的操作系统，它由内核和构筑在内核之上的框架、对应用提供的 API 接口构成。LiteOS 后来被整合到鸿蒙生态系统中。
Xiaomi HyperOS（澎湃）
小米澎湃（HyperOS）是小米公司开发的全新操作系统，基于Vela和AOSP。2023年10月26日晚上7点，小米澎湃OS正式发布，核心理念是“以人为中心，打造人车家跨端智联的全生态系统”。
小米 SU7 系统为 HyperOS。
Xiaomi Vela
Xiaomi Vela是小米基于开源实时操作系统 NuttX 打造的物联网嵌入式软件平台，于2019年发布。
Vivo BlueOS 蓝河
Vivo 蓝河（BlueOS）是 Vivo 公司基于 LInux/RTOS 完全自研的操作系统，采用 Rust 语言开发框架，号称永不兼容安卓。目前主要用于智能手表业务。
参考
1、官网–rt-thread
2、[嵌入式系统-33]：RT-Thread -18- 新手指南：三种不同的版本、三阶段学习路径
3、github–rt-thread
4、Intewell
5、嵌入式实时操作系统的昨天、今天和明天
6、嵌入式实时操作系统原理
7、这14种嵌入式实时系统，你用过哪些？
8、工业机器人控制器
9、常见嵌入式操作系统
10、Xiaomi hyperOS（小米澎湃 OS）[Android+vela]
11、NuttX实时操作系统介绍(最详细)
12、一张图厘清各大操作系统的发展脉络
13、扒一扒鸿蒙LiteOS内核并不是完全自研
14、实锤！鸿蒙微内核LiteOS跟小米Vela一样用了NuttX内核代码
15、物联网操作系统的过去、现在与未来
16、主流 RTOS 评估
17、2023年RTOS榜单：国产RT-Thread入围，μCOS落榜
18、RTOS 实时操作系统
19、UniProton功能设计
20、从MCU到A²MCU，且看海思和openEuler如何碰出创新火花
