μClinux、μC/OS-II、eCos、FreeRTOS和djyos操作系統的特點(diǎn)及不足

　　基于STM平臺且滿(mǎn)足實(shí)時(shí)控制要求操作系統，有以下5種可供移植選擇。分別為μClinux、μC/OS-II、eCos、FreeRTOS和都江堰操作系統(djyos)。

　　下面分別介紹這五種嵌入式操作系統的特點(diǎn)及不足。

　　1、μClinux

　　μClinux是一種優(yōu)秀的嵌入式Linux版本，其全稱(chēng)為micro-control Linux，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。因為沒(méi)有MMU內存管理單元，所以其多任務(wù)的實(shí)現需要一定技巧。

　　μClinux在結構上繼承了標準Linux的多任務(wù)實(shí)現方式，分為實(shí)時(shí)進(jìn)程和普通進(jìn)程，分別采用先來(lái)先服務(wù)和時(shí)間片輪轉調度，僅針對中低檔嵌入式CPU特點(diǎn)進(jìn)行改良，且不支持內核搶占，實(shí)時(shí)性一般。

　　綜上可知，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stmf103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。

　　2、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)。

　　在文件系統的支持方面，由于μC/OS-II是面向中小型嵌入式系統的，即使包含全部功能，編譯后內核也不到10 KB，所以系統本身并沒(méi)有提供對文件系統的支持。但是μC/OS-II具有良好的擴展性能，如果需要也可自行加入文件系統的內容。

　　在對硬件的支持上，μC/OS-II能夠支持當前流行的大部分CPU，μC/OS-II由于本身內核就很小，經(jīng)過(guò)裁剪后的代碼最小可以為2KB，所需的最小數據RAM空間為4 KB，μC/OS-II的移植相對比較簡(jiǎn)單，只需要修改與處理器相關(guān)的代碼就可以。

　　綜上可知，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。

　　3、eCos

　　eCos(embedded Configurable operating system)，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。

　　綜上所述，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。

　　4、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C/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。

　　FreeRTOS的不足：

　　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。

　　5、都江堰操作系統(djyos)

　　都江堰操作系統，簡(jiǎn)稱(chēng)djyos，得名于一個(gè)偉大的水利工程：都江堰。

　　與傳統操作系統不同，djyos不是以線(xiàn)程而是以事件為調度核心，這種調度算法使程序員擺脫模擬計算機執行過(guò)程編寫(xiě)程序的思維方式，而是按人類(lèi)認知世界的方式編寫(xiě)應用程序，就如同在嵌入式編程中引入了VC似的。

　　djyos的調度算法使程序員可以擺脫線(xiàn)程和進(jìn)程的束縛，djyos沒(méi)有有關(guān)線(xiàn)程的api，一個(gè)完全不懂線(xiàn)程知識的程序員也可以順利地在djyos下編寫(xiě)應用程序。

　　djyos 操作系統是以事件為核心進(jìn)行調度的，這種調度策略使程序員可以按人類(lèi)認知事物的習慣而不是計算機的習慣來(lái)編程。

　　由上所述，對于stm32f103來(lái)說(shuō)，移植μC/OS-II、eCos、FreeRTOS、都江堰操作系統是合適的。