第一章之FreeRtos介绍

1.1 裸机与RTOS介绍

        裸机编程是指在嵌入式系统中，直接在硬件上运行代码，没有操作系统的支持。这种方式下，开发者需要完全掌握硬件资源，包括时钟、中断、外设等。任务调度和资源管理都由开发者手动管理。这就像手动操纵一辆汽车，想开车从城市A到城市B，你需要了解汽车的每个部件，掌握如何驾驶，包括油门、刹车、方向盘等。你需要手动决定何时加速、何时刹车、何时转弯。这就好比裸机编程，开发者需要亲自管理每个硬件资源，编写所有的控制逻辑。

RTOS 全称是 Real Time Operating System，中文名就是实时操作系统，提供了任务调度、内存管理、中断处理等功能。RTOS能够让开发者更专注于应用层的开发，而不用亲自管理底层硬件资源。想从城市A到城市B，你可以选择坐出租车。在出租车上，你只需要告诉司机目的地，不用亲自操纵汽车的每个部分。司机会负责加速、刹车、转弯等操作。这就好比使用RTOS，开发者只需定义任务、调度和数据通信，RTOS会负责底层管理。

总的来说，裸机编程就像是自己开车，而使用RTOS则像是坐出租车，更专注于目的地而非具体的驾驶操作。

• 任务调度：裸机编程需要手动调度任务，而RTOS提供自动的任务调度器。
• 硬件管理：裸机编程需要开发者手动管理硬件资源，RTOS提供了抽象接口，简化了硬件管理。
• 复杂性：裸机编程相对较复杂，需要深入了解硬件细节。RTOS提供了更高层次的抽象，简化了开发流程。

RTOS是指一类系统，如 FreeRTOS，uC/OS，RTX，RT-Thread 等，都是 RTOS 类操作系统。

 1.2 FreeRTOS 优势

    FreeRTOS是一款受欢迎、广泛应用于嵌入式系统的RTOS，其开源、轻量级、可移植的特点使其成为许多嵌入式开发者的首选，主要优势如下：

• 开源和免费：FreeRTOS是一款开源的RTOS，采用MIT许可证发布，可以免费使用、修改和分发。
• 轻量级设计：FreeRTOS注重轻量级设计，适用于资源受限的嵌入式系统，不占用过多内存和处理器资源。
• 广泛应用：FreeRTOS在嵌入式领域得到广泛应用，包括工业自动化、医疗设备、消费电子产品、汽车电子等。
• 多平台支持：FreeRTOS的设计注重可移植性，可以轻松地移植到不同的硬件平台，支持多种处理器架构。
• 丰富的功能：提供了多任务调度、任务通信、同步等功能，适用于复杂的嵌入式应用场景。

1.3 FreeRTOS介绍

官网：FreeRTOS™ - FreeRTOS™，并且支持中文。

• 任务调度：FreeRTOS通过任务调度器管理多个任务，支持不同优先级的任务，实现任务的有序执行。
• 任务通信和同步：提供了队列、信号量等机制，支持任务之间的通信和同步，确保数据的安全传递。
• 内存管理：提供简单的内存管理机制，适用于嵌入式环境，有效利用有限的内存资源。
• 定时器和中断处理：支持定时器功能，能够处理中断，提供了可靠的实时性能。
• 开发社区：拥有庞大的用户社区，开发者可以在社区中获取支持、解决问题，并分享经验。
• 可移植性：设计注重可移植性，可以轻松地移植到不同的硬件平台，提高了代码的重用性。