嵌入式開(kāi)發(fā)：使用RTOS的7個(gè)技巧

　　實(shí)時(shí)操作系統已經(jīng)成為許多嵌入式系統中的關(guān)鍵組件，從裸機調度過(guò)渡到RTOS可能是一件棘手的事情。這里有七個(gè)小技巧可以幫助嵌入式開(kāi)發(fā)人員更輕松地完成過(guò)渡。

　　技巧1——首先規劃好你的架構

　　如果你從未使用過(guò)UML或者對軟件架構不感興趣，現在是時(shí)候學(xué)習一下了。使用RTOS時(shí)，開(kāi)發(fā)人員仔細考慮每項任務(wù)、同步和通信機制是至關(guān)重要的。這些細節不能僅僅存儲在工程師的頭腦中，而是需要以圖表的形式記錄下來(lái)，以便在需要時(shí)可以查看和更新。開(kāi)發(fā)一個(gè)基于RTOS的應用程序會(huì )很快變得復雜，考慮清楚應用程序的行為是很重要的。

　　技巧2——仔細跟蹤內存使用情況

　　與開(kāi)發(fā)裸機應用程序不同，RTOS任務(wù)和同步結構會(huì )很快耗盡資源受限設備中的內存。開(kāi)發(fā)人員需要非常小心地監控內存，并跟蹤內存的去向。創(chuàng )建六個(gè)任務(wù)、幾個(gè)信號量和互斥體，卻發(fā)現malloc因為所有堆空間都已被使用而失敗，這種情況并不罕見(jiàn)。

　　技巧3——預先創(chuàng )建所有的任務(wù)

　　RTOS為嵌入式開(kāi)發(fā)人員提供了廣泛的功能，例如創(chuàng )建任務(wù)和銷(xiāo)毀任務(wù)的能力。關(guān)心內存使用的開(kāi)發(fā)人員可能傾向于只在需要時(shí)創(chuàng )建任務(wù)，然后在任務(wù)完成后銷(xiāo)毀它們。雖然這在概念上很棒，但在資源受限的系統中，通常沒(méi)有復雜的堆管理器可以處理堆碎片。結果可能是一個(gè)碎片堆，在程序執行過(guò)程中的某個(gè)時(shí)刻突然沒(méi)有內存可以分配。建議在系統初始化期間創(chuàng )建所有使用堆的對象。結果似乎是靜態(tài)分配的對象，如果存在內存問(wèn)題，該問(wèn)題將在系統啟動(dòng)時(shí)顯現出來(lái)。

　　技巧 4–永遠不要關(guān)閉堆棧保護!

　　裸機開(kāi)發(fā)者通常癡迷于編寫(xiě)盡可能高效的代碼。意識到存在使用時(shí)鐘周期的堆棧監視器成為優(yōu)化和移除的誘人目標。不要這樣做!堆棧監視器用于檢測堆棧溢出和其他與堆棧相關(guān)的問(wèn)題。雖然它確實(shí)使用了幾個(gè)時(shí)鐘周期，但好處遠遠超過(guò)了性能成本。

　　技巧5——優(yōu)化每個(gè)任務(wù)堆棧

　　不要依賴(lài)默認的堆棧大小。在許多RTOSes中，任務(wù)的默認堆棧大小大約是0x200。這通常是堆棧深度，而不是使用的字節數!僅僅是一個(gè)閃爍的LED的任務(wù)就可能使用了整整千字節的堆空間!嵌入式開(kāi)發(fā)人員確保執行最壞情況堆棧分析，并適當地確定每個(gè)任務(wù)堆棧的大小。從長(cháng)遠來(lái)看，這將有助于節省內存!

　　技巧 6–啟用RTOS感知調試

　　現代微控制器有一些非?？岬恼{試功能，如實(shí)時(shí)跟蹤和RTOS感知調試。在微控制器和RTOS中啟用這些功能。它們將允許開(kāi)發(fā)人員跟蹤哪些任務(wù)運行了多長(cháng)時(shí)間，以什么順序運行，并且可以幫助識別許多與RTOS相關(guān)的常見(jiàn)問(wèn)題。

　　技巧7——仔細選擇任務(wù)優(yōu)先級

　　預先開(kāi)發(fā)一個(gè)軟件非常有用的一個(gè)原因是，它提供了系統中發(fā)生的所有事情的大畫(huà)面。有了這個(gè)大圖，決定系統中每個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級就變得更容易了。必須仔細選擇優(yōu)先級，以確保任務(wù)不會(huì )耗盡CPU時(shí)間，并確保系統中不會(huì )出現優(yōu)先級反轉等問(wèn)題。

　　結論

　　使用RTOS對嵌入式開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)是非常有益的，并且有助于加快開(kāi)發(fā)周期。許多中間件、庫和框架依賴(lài)于RTOS，在當今物聯(lián)網(wǎng)設備的大力推動(dòng)下，裸機已經(jīng)過(guò)時(shí)，掌握RTOS是強制性的。