RTOS原理及功能简介
1 RTOS原理及功能简介
1.1 RTOS概述
百度百科的定义：实时操作系统（RTOS）是指当外界事件或数据产生时，能够接受并以足够快的速度予以处理，其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统做出快速响应，调度一切可利用的资源完成实时任务，并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。提供及时响应和高可靠性是其主要特点。
简而言之，RTOS是一种通用的任务管理框架，用于控制任务的运行和任务之间的交互，保证时间得到实时处理。
1.2 RTOS工作原理简介
提供多个执行流：
- 虽然实际只有一颗CPU硬件，但是通过“虚拟化”，每个Task好像独占CPU。
- 无需返回的任务函数，将极大简化任务的代码编写。编码时按照人的思维方式进行代码编写。
“虚拟”的CPU并非完全的虚拟，“独占”也并不是真正独占，而只是任务认为自己独占。这样的话就可以提升CPU利用率，避免等待造成的CPU空转。不得不空转时，也可以让CPU进入低功耗模式，减少能量消耗。
通过RTOS控制任务的运行时机，事件处理的实时性得到有效保证。
提供了一些组件用于简化任务对资源的访问、事件的处理、以及任务之间的通信，有效降低任务之间的代码耦合。
1.3 RTOS如何解决前后台代码结构存在的问题
| 前后台代码结构存在的缺点 | RTOS的解决方案 |
|---|---|
| 缺点1：强迫人按照机器的顺序工作方式思考编码。 | 通用的任务管理框架：开发不同项目时可重复利用，简化了开发难度，更加接近于人处理问题的思考方式。 |
| 缺点2：CPU利用率不高。 | 更高效的利用CPU资源：通过将CPU控制权切换给其它任务，避免了空转造成的浪费，同时也能有效降低功耗。 |
| 缺点3：实时性不能得到保证。 | 更好的事件实时处理机制：当事件发生时，或者有更高优先级的任务需要运行时，均能快速切换过去，做更重要或者紧急的事。 |
参考资料：