重复的轮子RTOS

最新推荐文章于 2025-08-20 16:04:12 发布
原创 最新推荐文章于 2025-08-20 16:04:12 发布 · 460 阅读 · 0 ·
CC 4.0 BY-SA版权
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
文章标签：

#rtos #keil-5 #atom #stm32

本文介绍了如何自己动手开发RTOS，包括使用keil5进行环境搭建，atom编辑器的选择，以及STM32F103VET6开发板的应用。在内核切换部分，详细阐述了在STM32中进入PendSVC异常中断以保存R4到R11寄存器值的过程。

自己动手开发RTOS

环境搭建

  • keil5
  • atom 编辑器

  • STM32F103VET6 开发板

    keil5下载配置

    下载

    下载试用版也是足够使用的
    官网下载地址
    这里写图片描述

配置
1> 由于我们使用atom写代码，keil用来编译，所以设置keil中的代码自动reload
Edit->
最低0.47元/天 解锁文章
用RTOS做嵌入式开发的优势介绍.docx
10-26
在裸机开发中，软件的可重用性差，因为裸机的代码会过多的依赖于底层硬件，重复造轮子的过程也就不可避免。使用 RTOS 可以解决这个问题，因为 RTOS 可以提供统一的抽象接口层，方便了可重用组件的积累，提高开发效率...
轮子是如何被重复地造出来的
Right Track Wrong Train
06-10 183
跟朋友逛公园，归途路上，我说起最近为数据库技术选型的烦恼。我：“现在光是数据库都有十多种，真TM难以抉择阿。”友：“怎么会有那么多？”我：”写软件的人喜欢重复造轮子。“友：“那选一个最好的阿。“我：”烦恼的就是没有最好的。比如其中一个，速度快，但是功能稍弱；另一个则是功能强，但是速度没有前一个快。“友：“那真是挺累人的，有其他办法不？“我：“唯有自己写一个了，还得保证它比现有的工具都好才行——而且...
FreeRTOS 中断配置和临界段
Bit_Dong的博客
04-10 1270
中断是微控制器一个很常见的特性，中断由硬件产生，当中断产生以后 CPU 就会中断当前的流程转而去处理中断服务，Cortex-M 内核的 MCU 提供了一个用于中断管理的嵌套向量中断控制器(NVIC)。Cotex-M3 的 NVIC 最多支持 240 个 IRQ(中断请求)、1 个不可屏蔽中断(NMI)、1 个 Systick(滴答定时器)定时器中断和多个系统异常。
嵌入式学习（2）-FreeRTOS--任务调度器开启过程分析
qq_36907523的博客
08-20 435
FreeRTOS开启任务调度器的过程分析
ARM Cortex-M 内核调试相关
Chen Do的博客
08-01 8539
根据《ARM Technical Reference Manual cortex_m3_r1p1_trm》和《Arm® Debug Interface Architecture Specification ADI v6.0.pdf》进行梳理。
自己写一个基于STM32的多任务操作系统
yu2921141843的博客
02-14 1960
当我们在使用单片机的时候，经常会碰到delay()这种空循环等待的函数，非常的浪费资源，我们这里的调度式任务就是在遇到这个函数的时候在后台为其计数，然后将程序指针切换到其他的准备好的任务来运行；这样一来，我们的任务就有两种形态，运行中的任务和等待运行的任务，又因为我们的任务有多个，我们可以创建一个数组来保存任务的状态
Zephyr 作为一款开源实时操作系统（RTOS），与传统 RTOS（如 FreeRTOS、uC/OS）及其他现代 RTOS（如 RT-Thread、NuttX）的区别：
最新发布
2401_82762455的博客
08-20 2023
Zephyr 作为一款开源实时操作系统（RTOS），与传统 RTOS（如 FreeRTOS、uC/OS）及其他现代 RTOS（如 RT-Thread、NuttX）相比，在设计理念、功能特性、生态支持等方面存在显著差异。：Apache 2.0 协议对商业应用更友好，且 Linux 基金会背书确保了中立性和长期维护，吸引了大量芯片厂商参与。
嵌入式单片机中使用RTOS的优势体现在哪些方法
嵌入式技术开发
06-16 343
第一次接触操作系统，是在 2010 年左右，那时 STM32 已经开始流行起来，这么强大的单片机，有很多人都在上面跑操作系统，我也跟着移植了 ucos ，在上面还跑了 ucgui ，这个时候写应用完全是一种全新的体验，爽了很多，玩了一年了 ucos ，后来接触到咱们国产的 RT-Thread ，在它上面有很多现成的、拿来即用组件，试用以后发现更爽，就一直用到了今天，大概有 8 年了。但在这个嵌入式碎片化极其严重的时代，各式各样的芯片，想要让同样的代码，在裸机环境下同时适配不同的硬件，难度非常大。
RTOS内核技术研究：开篇
坚韧与专注
06-25 817
感想 最近看了几款RTOS内核，如RT-Thread、uCOS-II、LiteOS、FreeRTOS，发现，开源的内核，没有0.01版本，也就是说，github上开源时，内核基本成熟，后来的开发，只不过是修修补补，主要是BSP开发。 内核文档，大部分都是讲解如何使用内核，如何移植内核，如何基于内核，开发驱动与应用。而真正想掌握RTOS内核的开发技术，从零开始深入研究内核技术的实现方法，我想，需要自己去阅读内核源码，并且，实际搭建开发学习环境，掌握内核开发的技术内幕。 ...
深入理解Cortex-M7 SVC和PendSV
m0_47462420的博客
04-14 2082
将PendSV优先级还有一点考虑，如果其优先级比较高，有可能出现以下情况：PendSV会抢断其他中断的执行，随后进行上下文切换，而其他中断以尾链机制继续执行，并请求进行上下文切换，这就导致多次重复的上下文切换，而在此过程中，无辜的任务只能眼巴巴的等着，啥都做不了，而内核在忙着来回切换上下文，浪费了很多CPU时间。此外，SVC指令要求SVC异常的优先级高于异常可执行优先级，否则将触发错误异常。因此，在NMl或HardFault等优先级高于SVC的异常处理程序中，不能使用SVC。
PendSV功能，为什么需要PendSV
qq_18519329的博客
07-25 1437
大多数嵌入式RTOS在Cortex-M3/M4上的移植都需要PendSV，比如uCOS、RT-Thread、FreeRTOS等，本文就对PendSV的功能作用，以及为什么需要PendSV进行详细的分析。
一步步写STM32 OS【三】PendSV与堆栈操作
weixin_30672019的博客
11-02 1612
一、什么是PendSV PendSV是可悬起异常，如果我们把它配置最低优先级，那么如果同时有多个异常被触发，它会在其他异常执行完毕后再执行，而且任何异常都可以中断它。更详细的内容在《Cortex-M3 权威指南》里有介绍，下面我摘抄了一段。 OS 可以利用它“缓期执行”一个异常——直到其它重要的任务完成后才执行动 作。悬起 PendSV 的方法是：手工往 NVIC的 PendSV悬起寄存器...
Error:..\FreeRTOS\portable\RVDS\ARM_CM4F\port.c,441 原因及解决方法
Y_Hanxiao的博客
04-12 7329
Error:…\FreeRTOS\portable\RVDS\ARM_CM4F\port.c,441 原因及解决方法 参考原子ucos和官网例程移植STM32+FreeRTOS+Lwip中出现如上问题。 原因：在中断中调用了任务级的freertos函数，应调用中断级（即以ISR结尾的） 主要问题都在sys_arch.c中： 函数err_t sys_mbox_trypost(sys_mbox_t *...
嵌入式实时操作系统μC/OS-II在STM32处理器移植
one shot,one kill.
01-08 5594
http://blog.sina.com.cn/s/blog_a79574c6010168rm.html 下载代码 stm32标准外设库是stm32全系列芯片的外设驱动，有了它可以大大加速我们开发stm32。 首先从st公司的网站下载最新的stm32标准外设库，写本文时最新的版本是V3.5.0。 解压该zip文件，得到如下文件夹和文件 STM32F10x_
FreeRTOS记录（三、RTOS任务调度原理解析_Systick、PendSV、SVC）_systick,pendsv 和 svc
2401_87556630的博客
11-09 1099
操作系统的入口是中断（好像是废话，嵌入式所有程序的入口都是中断= =！
SVC和PendSV
热门推荐
findaway123的专栏
01-11 2万+
转载于：http://book.2cto.com/201209/4625.html 1．SVC SVC（Supervisor Call）指令用于产生一个SVC异常。它是用户模式代码中的主进程，用于创造对特权操作系统代码的调用。SVC是用于呼叫操作系统所提供API的正道。用户程序只需知道传递给操作系统的参数，而不必知道各API函数的地址。 SVC指令带一个8位的立即数，可以视为是它的参
IAR环境下ucosii在STM32上的移植
czqwust的专栏
08-11 2307
Ucosii移植到STM32上 1.使用的开发环境是IAR 5.4       STM32芯片为STM32F103ZET6 使用ST官方提供的标准固件库，建立工程， 我下载的标准库版本为STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0，里面的文件分布为： 其中，Libraries文件夹里面放的是标准库文件，Project文件夹里面放的是STM32的各个外设的使用范例和一
如何判断CPU是否正在执行中断函数？
strongerHuang
05-25 2689
1.这是一个有许多经验的攻城狮都遇到过的坑，本文教你正确绕过这个坑；2.教大家了解__get_CONTROL的用法，及xQueueSend和xQueueSendFromI...
STM32启动文件详解
Stephen_yu的专栏
02-29 5965
http://www.techbulo.com/540.html boot 在嵌入式应用程序开发过程里，由于使用C语言编程，基本很少涉及到机器底层寄存器的执行过程，一般都会直接在main函数里开始写代码，似乎main成为了理所当然的起点,尽管从C程序的角度来看程序都是直接从main函数开始执行。然而，MCU上电后，是如何寻找到并执行main函数这一问题却很自然的被忽
RTOS对单片机的性能有什么要求吗？RTOS有哪些适配的场景？
05-13
<think>好的，我现在需要回答用户关于RTOS在单片机上的适配要求和适用场景的问题，特别是RTOS对单片机性能的要求以及适合的应用场景。首先，我需要回顾用户之前的问题和之前的回答，确保信息的一致性和连贯性。 用户之前问的是关于学习RTOS时选择与裸机共存还是纯RTOS开发，我给出了两者的优缺点和适用情况。现在用户进一步想了解RTOS在单片机上的适配要求和适用场景，这需要结合之前的引用内容以及新的引用信息来回答。 首先，根据引用1，eOS适合作为入门级RTOS，适合小作品、学生实验和学习研究。这说明对于资源有限的单片机，轻量级RTOS可能更合适。引用2提到RTOS的优势在于统一硬件接口，方便应用开发，尤其是更换硬件时不需要重复造轮子。引用3和4强调了RTOS的实时性和可靠性，适用于物联网设备。引用5讨论了RTOS中的通信机制，如消息队列和信号量，这些机制在资源受限的单片机中需要高效实现。 接下来，我需要整理RTOS对单片机性能的要求，包括硬件资源如Flash、RAM、主频，以及外设支持。同时，适用场景需要结合实时性需求、任务复杂性、硬件更换频率等因素。例如，实时控制、物联网设备、复杂任务调度等都是RTOS的适用场景。 在结构上，可以分点说明适配要求和适用场景，每个部分结合引用内容，并参考之前的回答中的混合开发建议。同时，需要生成相关问题，帮助用户进一步探索。 需要注意使用中文，正确使用LaTeX格式，避免使用Markdown，确保引用标识自然添加。例如，引用[^1][^3]等。同时，要确保内容清晰，逻辑连贯，回答用户的问题同时扩展相关知识。 现在开始组织内容： 1. **RTOS对单片机的适配要求**：分为硬件资源和软件支持两方面。硬件包括Flash、RAM、主频；软件包括外设驱动、任务调度机制。引用1提到eOS适合资源有限的情况，引用4强调实时性，引用2提到硬件抽象层的重要性。 2. **RTOS的适用场景**：实时控制、物联网设备、多任务管理、模块化开发。引用3和4中的物联网和实时性，引用2的硬件抽象。 3. **典型场景实例**：结合之前的回答中的例子，如工业控制、智能家居等。 4. **相关问题**：生成与适配要求和场景相关的问题，如如何评估单片机是否适合RTOS，如何优化资源使用等。 需要确保每个部分都参考了引用内容，并且引用标识正确。同时，语言要口语化，避免生硬，结构清晰，逐步展开。</think>#### 一、RTOS对单片机性能的要求 RTOS在单片机上的适配需综合考虑硬件资源和软件支持，以下为关键要求： 1. **硬件资源需求** - **Flash空间**： - 最小要求：需容纳RTOS内核（通常$8\text{KB} \sim 32\text{KB}$）。例如FreeRTOS内核占用约$9\text{KB}$，而RT-Thread Nano约$3\text{KB}$[^1][^2] - 扩展场景：若启用网络协议栈（如LwIP）或文件系统（如FatFS），需额外$20\text{KB} \sim 50\text{KB}$ - **RAM容量**： - 基础需求：每个任务栈需$128\text{B} \sim 1\text{KB}$（根据任务复杂度）。例如，$3$个任务+内核堆栈至少需$2\text{KB}$[^1][^4] - 动态内存：建议预留$2\text{KB} \sim 4\text{KB}$供RTOS动态分配（通过`heap_4.c`管理） - **主频要求**： - 最低门槛：$16\text{MHz}$以上（如Cortex-M0），上下文切换时间需控制在$5\mu s$以内[^4] - 推荐配置：$72\text{MHz}$（如STM32F1系列）可流畅运行多任务抢占调度 2. **外设与中断支持** - **定时器**：至少一个硬件定时器用于RTOS心跳（如SysTick），频率通常设为$1\text{kHz}$（`configTICK_RATE_HZ=1000`）[^4] - **中断控制器**：需支持优先级分组（如NVIC的4-bit优先级），确保RTOS内核中断（如PendSV）为最低优先级[^4] - **通信接口**：若使用RTOS驱动框架（如UART DMA），需硬件支持DMA或FIFO缓冲（避免任务频繁阻塞）[^2] 3. **软件兼容性** - **编译器支持**：需兼容`__attribute__((section))`（如GCC/ARMCC）以实现任务栈的精确分配 - **库函数重入**：标准库函数（如`printf`）需线程安全版本（通过互斥锁保护）[^5] #### 二、RTOS的适用场景分析 | **场景类型** | **RTOS优势** | **典型实现方案** | **引用支持** | |--------------------|--------------------------------------------|---------------------------------------------|---------------------------| | **实时控制** | 确保关键任务（如电机控制）的确定性响应 | 高优先级任务+硬件中断协作，使用信号量同步[^5] | *"提供及时响应和高可靠性"* [^4] | | **物联网设备** | 支持多协议栈（Wi-Fi/BLE）的并行管理 | LwIP+MQTT任务分离，通过消息队列通信[^3] | *"满足物联网设备对实时性的要求"* [^3] | | **复杂任务调度** | 实现任务优先级抢占和资源互斥 | 动态创建/删除任务，使用互斥锁保护共享资源[^5] | *"任务调度算法管理执行顺序"* [^3] | | **模块化开发** | 通过设备驱动框架降低硬件耦合性 | 硬件抽象层（HAL）统一外设接口[^2] | *"统一封装硬件操作接口"* [^2] | #### 三、典型场景实例 1. **工业传感器采集** - **需求**：多通道ADC采样（实时性）+数据滤波（计算密集型）+无线传输（低优先级） - **RTOS方案**： - 任务1（最高优先级）：ADC DMA中断触发信号量，实时读取数据 - 任务2（中优先级）：卡尔曼滤波算法处理 - 任务3（低优先级）：通过LoRa模块发送数据[^3] - **资源消耗**：约$16\text{KB}$ Flash，$3\text{KB}$ RAM（FreeRTOS配置） 2. **智能家居中控** - **需求**：触屏GUI刷新（30Hz）+语音识别+设备控制 - **RTOS方案**： - 使用RT-Thread的`TouchGFX`组件实现GUI - 独立任务处理语音识别（CMSIS-NN加速） - 消息队列传递控制指令至ZigBee协议栈[^2][^3] #### 四、选型决策树 ```plaintext 是否需要硬实时响应？ ├── 是 → 选择确定性RTOS（如eCos、QNX） └── 否 → 评估硬件资源： ├── Flash < 16KB → 微内核RTOS（如FreeRTOS-MPU） ├── RAM < 4KB → 使用协作式调度（如CMSIS-RTOS2） └── 资源充足 → 全功能RTOS（如RT-Thread） ``` #### 五、性能优化技巧 1. **栈空间压缩**： - 使用`uxTaskGetStackHighWaterMark()`监控任务栈使用率，动态调整`configMINIMAL_STACK_SIZE` 2. **中断优化**： - 将非实时中断处理移至任务（通过`xQueueSendFromISR`），减少ISR执行时间 3. **内存管理**： - 针对频繁分配的小对象（如网络数据包），采用静态内存池（`pvPortMallocStatic`）
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值