要學(xué)習STM32，五大嵌入式操作系統先搞明白

　　技術(shù)往往更新得非?？?，并且總是讓我們覺(jué)得學(xué)起來(lái)有難度而且有些迷茫。不過(guò)沒(méi)有關(guān)系我們發(fā)燒友專(zhuān)注于在快樂(lè )中學(xué)習，要學(xué)習STM32，我們首先了解下五大嵌入式操作系統：μClinux、μC/OS-II、eCos、FreeRTOS和RT-thread。

　　TOP1：μClinux

　　μClinux是一種優(yōu)秀的嵌入式Linux版本，從字面意思看是指微控制Linux。同標準的Linux相比，μClinux的內核非常小，但是它仍然繼承了Linux操作系統的主要特性，包括良好的穩定性和移植性、強大的網(wǎng)絡(luò )功能、出色的文件系統支持、標準豐富的API，以及TCP/IP網(wǎng)絡(luò )協(xié)議等。

　　μClinux操作系統的中斷管理是將中斷處理分為兩部分：頂半處理和底半處理。在頂半處理中，必須關(guān)中斷運行，且僅進(jìn)行必要的、非常少、速度快的處理，其他處理交給底半處理;底半處理執行那些復雜、耗時(shí)的處理，而且接受中斷。因為系統中存在有許多中斷的底半處理，所以會(huì )引起系統中斷處理的延時(shí)。

　　μClinux對文件系統支持良好，由于μClinux繼承了Linux完善的文件系統性能，它支持ROMFS、NFS、ext2、MS-DOS、JFFS等文件系統。

　　μClinux最大特點(diǎn)在于針對無(wú)MMU處理器設計，這對于沒(méi)有MMU功能的STM32F103來(lái)說(shuō)是合適的，但移植此系統需要至少512KB的RAM空間，1MB的ROM/FLASH空間，而STM32F103擁有256K的FLASH，需要外接存儲器，這就增加了硬件設計的成本。

　　μClinux結構復雜，移植相對困難，內核也較大，其實(shí)時(shí)性也差一些，若開(kāi)發(fā)的嵌入式產(chǎn)品注重文件系統和與網(wǎng)絡(luò )應用則μClinux是一個(gè)不錯的選擇。

　　TOP2：μC/OS-II

　　μC/OS-II是在μC/OS的基礎上發(fā)展起來(lái)的，是用C語(yǔ)言編寫(xiě)的一個(gè)結構小巧、搶占式的多任務(wù)實(shí)時(shí)內核。μC/OS-II能管理64個(gè)任務(wù)，并提供任務(wù)調度與管理、內存管理、任務(wù)間同步與通信、時(shí)間管理和中斷服務(wù)等功能，具有執行效率高、占用空間小、實(shí)時(shí)性能優(yōu)良和擴展性強等特點(diǎn)。

　　對于實(shí)時(shí)性的滿(mǎn)足上，由于μC/OS-II內核是針對實(shí)時(shí)系統的要求設計實(shí)現的，所以只支持基于固定優(yōu)先級搶占式調度;調度方法簡(jiǎn)單，可以滿(mǎn)足較高的實(shí)時(shí)性要求。

　　μC/OS-II中斷處理比較簡(jiǎn)單。一個(gè)中斷向量上只能掛一個(gè)中斷服務(wù)子程序ISR，而且用戶(hù)代碼必須都在ISR(中斷服務(wù)程序)中完成。ISR需要做的事情越多，中斷延時(shí)也就越長(cháng),內核所能支持的最大嵌套深度為255。

　　μC/OS-II是一個(gè)結構簡(jiǎn)單、功能完備和實(shí)時(shí)性很強的嵌入式操作系統內核，針對于沒(méi)有MMU功能的CPU，它是非常合適的。它需要很少的內核代碼空間和數據存儲空間，擁有良好的實(shí)時(shí)性，良好的可擴展性能，并且是開(kāi)源的，網(wǎng)上擁有很多的資料和實(shí)例，所以很適合向STM32F103這款CPU上移植。

　　TOP3：eCos

　　eCos，即嵌入式可配置操作系統。它是一個(gè)源代碼開(kāi)放的可配置、可移植、面向深度嵌入式應用的實(shí)時(shí)操作系統。最大特點(diǎn)是配置靈活，采用模塊化設計，核心部分由小同的組件構成，包括內核、C語(yǔ)言庫和底層運行包等。每個(gè)組件可提供大量的配置選項(實(shí)時(shí)內核也可作為可選配置)，使用eCos提供的配置工具可以很方便地配置，并通過(guò)不同的配置使得eCos能夠滿(mǎn)足不同的嵌入式應用要求。

　　eCos操作系統的可配置性非常強大，用戶(hù)可以自己加入所需的文件系統。eCos操作系統同樣支持當前流行的大部分嵌入式CPU，eCos操作系統可以在16位、32位和64位等不同體系結構之間移植。eCos由于本身內核就很小，經(jīng)過(guò)裁剪后的代碼最小可以為10 KB，所需的最小數據RAM空間為10 KB。

　　在系統移植方面 eCos操作系統的可移植性很好，要比μC/OS-II和μClinux容易。

　　eCos最大特點(diǎn)是配置靈活，并且支持無(wú)MMU的CPU的移植，開(kāi)源且具有很好的移植性，也比較合適于移植到STM32平臺的CPU上。但eCOS的應用還不是太廣泛，還沒(méi)有像μC/OS-II那樣普遍，并且資料也沒(méi)有μC/OS-II多。eCos適合用于一些商業(yè)級或工業(yè)級對成本敏感的嵌入式系統,例如消費電子領(lǐng)域中的一些應用。

　　TOP4：FreeRTOS

　　由于RTOS需占用一定的系統資源(尤其是RAM資源)，只有μC/OS-II、embOS、salvo、FreeRTOS等少數實(shí)時(shí)操作系統能在小RAM單片機上運行。相對于μC/OS-II、 embOS等商業(yè)操作系統，FreeRTOS操作系統是完全免費的操作系統，具有源碼公開(kāi)、可移植、可裁減、調度策略靈活的特點(diǎn)，可以方便地移植到各種單片機上運行，其最新版本為6.0版。

　　作為一個(gè)輕量級的操作系統，FreeRTOS提供的功能包括：任務(wù)管理、時(shí)間管理、信號量、消息隊列、內存管理、記錄功能等，可基本滿(mǎn)足較小系統的需要。

　　FreeRTOS內核支持優(yōu)先級調度算法，每個(gè)任務(wù)可根據重要程度的不同被賦予一定的優(yōu)先級，CPU總是讓處于就緒態(tài)的、優(yōu)先級最高的任務(wù)先運行。

　　FreeRT0S內核同時(shí)支持輪換調度算法，系統允許不同的任務(wù)使用相同的優(yōu)先級，在沒(méi)有更高優(yōu)先級任務(wù)就緒的情況下，同一優(yōu)先級的任務(wù)共享CPU的使用 時(shí)間。

　　相對于常見(jiàn)的μC/OS-II操作系統，FreeRTOS操作系統既有優(yōu)點(diǎn)也存在不足。其不足之處， 一方面體現在系統的服務(wù)功能上，如FreeRTOS只提供了消息隊列和信號量的實(shí)現，無(wú)法以后進(jìn)先出的順序向消息隊列發(fā)送消息。

　　另一方 面，FreeRTOS只是一個(gè)操作系統內核，需外擴第三方的GUI(圖形用戶(hù)界面)、TCP/IP協(xié)議棧、FS(文件系統)等才能實(shí)現一個(gè)較復雜的系統， 不像μC/OS-II可以和μC/GUI、μC/FS、μC/TCP-IP等無(wú)縫結合。

　　TOP5：RT-thread

　　RT-Thread 是一款主要由中國開(kāi)源社區主導開(kāi)發(fā)的開(kāi)源實(shí)時(shí)操作系統(許可證GPLv2)。實(shí)時(shí)線(xiàn)程操作系統不僅僅是一個(gè)單一的實(shí)時(shí)操作系統內核，它也是一個(gè)完整的應用系統，包含了實(shí)時(shí)、嵌入式系統相關(guān)的各個(gè)組件：TCP/IP協(xié)議棧，文件系統，libc接口，圖形用戶(hù)界面等。