【软件系统架构】系列四：嵌入式实时操作系统（RTOS）

 目录

一、RTOS 深度解析总览

二、调度器（Scheduler）机制详解

1. 抢占式优先级调度（Preemptive Priority Scheduling）

2. 时间片轮转（Round Robin）

3. EDF（Earliest Deadline First）调度

三、任务管理机制

四、内存管理模型

RTOS 通常不具备 MMU（无进程隔离），内存管理需高效精细：

五、中断与任务协作机制

中断服务函数 ISR 中不能直接调用阻塞函数

六、任务间通信机制（IPC）

七、定时器机制（软件与硬件结合）

Tickless 模式（FreeRTOS/Zephyr）

八、低功耗设计支持

九、RTOS vs 裸机 vs Linux

十、FreeRTOS 与 RT-Thread 调度机制图

FreeRTOS 调度流程（简化版）：

RT-Thread 的 tick 驱动与调度流程：

十一、实践建议

十二、嵌入式 RTOS 项目模板（以 STM32 + FreeRTOS 为例）

1.项目结构模板（基于 FreeRTOS + STM32 HAL）

2.驱动框架设计

（1）Drivers/BSP/led.c

（2）App/tasks/app_ui_task.c

3.任务划分建议（多任务模块）

4.FreeRTOS 初始化流程（main.c）

5.移植与平台适配建议

6.可选功能模块

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深入全面解析嵌入式实时操作系统（RTOS），包括设计原理、关键技术模块、调度机制、内存模型、中断与任务协作、低功耗管理、性能优化、与裸机开发的比较、与Linux的接口差异，并以主流 RTOS（如 FreeRTOS/RT-Thread/Zephyr）为例说明核心机制。

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一、RTOS 深度解析总览

模块	核心关注点
核心设计目标	实时性、确定性、最小资源占用、可裁剪性、可靠性
调度机制	抢占式优先级调度、时间片轮转、EDF等
中断与任务协同