第5篇:物联网与实时操作系统

物联网设备为什么需要实时操作系统？ 日益增长的数据驱动世界的需求意味着物联网设备将需要强大和可靠的软件。因此，你将需要一个实时操作系统（RTOS）。 正如在《第2篇：嵌入式计算设备》中讨论的那样：在Micrium公司看来，物联网的设备可以作为在网络上发送和接收信息的嵌入式系统。尽管许多嵌入式系统可以使用并不复杂的软件管理，但网络设备需要更强大的系统软件。

μC/OS-Ⅱ实时内核

本文介绍了μC/OS-Ⅱ实时内核及其应用。

窥探嵌入式系统内部，早一步掌握设计状态

嵌入式软件开发人员非常熟悉使用代码编辑器、编译器、链接器、调试器以及评估板。大多数情况下．这些工具是开发和调试嵌入式系统所需的全部工具。但是当你想要验证运动控制、过程控制、化学过程、飞行系统等动态系统的运行时，该怎么办？现代的处理器具有专门的调试硬件．允许工具在目标运行时显示或更改内存位置。我们来探讨如何使用这样的调试硬件帮助你在CPU干预很少或没有且目标在运行的情况下．实现嵌入式系统状态的可视化。

为什么谷歌认为物联网需要RTOS

嵌入式实时操作系统（RTOS）市场异军突起，而在此之前其在整个高科技领域内数年鲜为人知。多年来，RTOS供应商一直默默地帮助嵌入式系统开发商为其产品添加多任务功能。

在高度时间敏感的低功耗蓝牙应用中使用RTOS

当您设计嵌入式系统时,您需要回答的问题之一是您的应用程序是否需要实时操作系统(RTOS)。许多嵌入式设计人员已经避免使用RTOS内核,因为他们担心内核在处理关键部分时会禁用中断,并且可能会阻止在时间敏感的应用程序中满足最终期限。什么是RTOSRTOS是一款能够尽可能有效地管理中央处理单元(CPU),微处理单元(MPU)甚至数字信号处理器(DSP)的时间的软件。大多数RTOS内核都是用C编写的,并且需要用汇编语言编写的一小部分代码来使内核适应不同的CPU架构。内核为程序员提供了许多有用的服务,包括多任务、中断管理、任务间通信和信令、资源管理、时间管理和内存分区管理。应用程序基本上会被分为多个任务,每个任务负责一部分应用程序。一项任务是一个简单的程序,它认为它拥有CPU本身。根据任务的重要性为每个任务分配一个优先级。大多数用于嵌入式系统的内核都是“抢占式”的,这意味着内核始终去执行将要运行的最重要的任务。抢占内核也是事件驱动的,这意味着任务旨在等待事件发生才能执行。事件发生时,任务执行并执行其功能。如果任务正在等待的事件没有发生,则内核运行其他任务。等待任务的过程并不消耗CPU时间;内核允许您去避免使用轮询循环,因为这是对CPU时间的不良使用。许多嵌入式程序员害怕使用RTOS内核,因为他们担心内核会增加其应用程序的复杂性。事实证明,使用RTOS内核后,你只需要少量的服务就可以让你的项目开始实施。至于开销,RTOS确实可能需要CPU资源的2%.5%来执行其职责。但更重要的是,在进入临界区时RTOS需要禁用中断。根据CPU本身,时钟频率及内存访问是否需要等待状态,RTOS可以禁止几十μs的中断。对于大多数嵌入式应用来说,这个限制通常不是问题,但是当每一μs都很重要时就可能会产生问题。低功耗蓝牙(BLE)物联网设备越来越多地配备BLE链路,因为当与智能手机或类似的手持设备结合使用时,BLE使这些物联网设备的调试和配置简单方便。