1 实时性的考察对象:单片机、实时操作系统和分时操作系统
1.1 单片机裸机OS
一、古老的51单片机。
二、当下最流行意法半导体的STM32 Cortex-M3系列、Cortex-M4、Cortex-M0和Cortex-M7系列单片机。
三、其他公司单片机系列:
1、德州仪器TI公司的MSP430系列和DSP F28系列;
2、微芯科技Microship公司的PIC系列;
3、爱特梅尔Atmel公司(被Microship公司收购)的AVR系列;
4、**瑞萨公司(日本)**的RA系列(48-200MHz 32位ARM生态)、RZ系列(125Mhz-1.5GHz 32位支持Linux或RTOS)和RH850系列(最高400MHZ,汽车应用);
5、恩智浦NXP公司的8位单片机80C51 系列和32位的i.MX系列;
6、飞思卡尔Freescale公司(被恩智浦NXP公司收购)的32位Kinetis系列、32位ColdFire系列、32位MPC56xx系列和16位DSC系列、16位9S12XS系列;16位9S12G系列;
7、英飞凌Infineon公司的8位单片机XC800系列、16位XC2000系列和Xe166m系列和32位TriCore系列;
8、赛普拉斯Cypress公司的PSOC 系列
9、三星Samsung公司的 4 位单片机KS51 和 KS57 系列、8 位单片机KS86 和 KS88 系列、16 位单片机KS32 系列和32 位单片夹KS32 系列;
1.2 实时操作系统(RTOS)
一、主流RTOS 1、μClinux ? ? 嵌入式Linux版本,优点:良好的稳定性和移植性、强大的网络功能、出色的文件系统支持、标准丰富的API,以及TCP/IP网络协议;缺点:μClinux结构复杂,移植相对困难,内核也较大,不支持内核抢占,实时性一般。
2、μC/OS-II ? ?主流RTOS,但是不开源,收费;在商业和工业应用广泛。
3、eCos
4、FreeRTOS ? ?主流RTOS,且开源免费。缺点:一方面体现在系统的服务功能上,如FreeRTOS只提供了消息队列和信号量的实现,无法以后进先出的顺序向消息队列发送消息;另一方 面,FreeRTOS只是一个操作系统内核,需外扩第三方的GUI(图形用户界面)、TCP/IP协议栈、FS(文件系统)等才能实现一个较复杂的系统, 不像μC/OS-II可以和μC/GUI、μC/FS、μC/TCP-IP等无缝结合。
5、mbed OS ? ?ARM公司主导,将mbed OS免费提供给所有厂商使用。
6、RTX
7、Vxworks ? ?美国WindRiver风河公司产品。具有硬实时、确定性与稳定性,也具备航空与国防、工业、医疗、汽车、消费电子产品、网络及其他行业要求的可伸缩性与安全性。优点:实时性、确定性和稳定性最好的RTOS,偏军工和航天;缺点:收费,知识产权保护严格,且价格不菲,开放资料相对较少。
8、QNX ? ?遵从POSIX规范的类Unix嵌入式实时操作系统。
9、NuttX
10、MCU制造商开发的配套自己单片机的实时操作系统。 ? ?如德州仪器TI的DSP/BIOS?实时操作系统一个可定标的实时作业核心,是TI公司特地为其TMS320C5000? 及 TMS320C6000? DSP 的平台所设计
二、国内RTOS: 1、赛睿德RT-Thread(开源免费,国内比较流行,国内最好);
2、腾讯TencentOS Tiny;
3、华为AliOS;
4、华为Huawei LiteOS;
5、都江堰djyos;
6、翼辉SylixOS(国内军工与航天领域的RTOS)。
三、无论是国外主流RTOS还是国内RTOS,都是跑在高性能的单片机上。
1.3 分时操作系统
一、Windows系列。
二、Linux系列:如Ubuntu、Debian、Centos、深度Deepin(国产)。
三、Unix系列:如Mac OS(苹果电脑操作系统)。
四、移动端操作系统:Android(类Linux)和iOS(类Unix)。
2 实时性对比
单片机裸机≥RTOS>分时操作系统 ? ?单片机裸机的实时性不是一定比RTOS的高。在产品功能简单和程序任务单一的情况下,单片机裸机的实时性要高于RTOS;在产品功能复杂和程序多任务的情况下,合理使用RTOS获得的实时性要高于单片机裸机。 ? ? 单片机裸机和RTOS的实时性,一般情况是远远高于分时操作系统的。
3 分时操作系统的实时性优化
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