引言

為什么學習RTOS

當我們進入嵌入式這個領域時，首先接觸的往往是單片機編程，單片機編程又首選51單片機來入門。這里說的單片機編程通常都是指裸機編程，即不加入任何RTOS的編程。常用的RTOS有國外的FreeRTOS、μC/OS、RTX以及國內(nèi)的Huawei LiteOS、RT-Thread等，其中開源且免費的FreeRTOS的市場占有率最高，歷史悠久的μC/OS位居第二。

在裸機系統(tǒng)中，所有的程序基本都是用戶自己寫的，所有的操作都是在一個無限的大循環(huán)中實現(xiàn)。現(xiàn)實生活中的很多中小型電子產(chǎn)品中用的都是裸機系統(tǒng)，而且能夠滿足需求。那為什么還要學習RTOS編程，要涉及一個操作系統(tǒng)呢？一是基于項目需求，隨著產(chǎn)品要實現(xiàn)的功能越來越多，單純的裸機系統(tǒng)已經(jīng)不能完美地解決問題，反而會使編程變得更加復雜，如果想降低編程的難度，可以考慮引入RTOS實現(xiàn)多任務管理，這是使用RTOS的最大優(yōu)勢。二是出于學習的需要，必須學習更高級的技術，實現(xiàn)更好的職業(yè)規(guī)劃，為將來能有更好的職業(yè)發(fā)展做準備，而不是拘泥于裸機編程。作為一個合格的嵌入式軟件工程師，學習是永遠不能停止的，時刻都要為將來做準備。“書到用時方恨少”，希望當機會來臨時，你不要有這種感覺。

為了幫大家厘清RTOS編程的思路，本書將簡單分析這兩種編程方式的區(qū)別，我們稱之為“學習RTOS的命門”，只要掌握這一關鍵內(nèi)容，以后的RTOS學習可以說是易如反掌。在講解這兩種編程方式的區(qū)別時，我們主要講解方法論，不會涉及具體的代碼，即主要還是通過偽代碼來講解。

如何學習RTOS

RTOS編程和裸機編程的風格不一樣，而且很多人說學習RTOS很難，這就導致想要學習的人一聽到RTOS編程就會忌憚三分，結果就是“出師未捷身先死”。

那么到底如何學習RTOS呢？最簡單的方法就是在別人移植好的系統(tǒng)上先看一看RTOS中的API使用說明，然后調(diào)用這些API實現(xiàn)自己想要的功能，完全不用關心底層的移植，這是最簡單、快速的入門方法。這種方法有利有弊：如果是做產(chǎn)品，好處是可以快速實現(xiàn)功能，將產(chǎn)品推向市場，贏得先機；弊端是當程序出現(xiàn)問題時，因對RTOS不夠了解，會導致調(diào)試困難。如果想系統(tǒng)地學習RTOS，那么只會簡單地調(diào)用API是不可取的，我們應該深入學習一款RTOS。

目前市場上的RTOS，內(nèi)核實現(xiàn)方式差異不大，只需要深入學習其中一款即可。萬變不離其宗，只要掌握了一款RTOS，以后換到其他型號的RTOS，使用起來自然也得心應手。那么如何深入地學習一款RTOS呢？這里有一個非常有效但也十分難的方法，就是閱讀RTOS的源碼，深入研究內(nèi)核和每個組件的實現(xiàn)方式。這個過程枯燥且痛苦，但為了能夠學到RTOS的精華，還是很值得一試的。

市面上雖然有一些講解RTOS源碼的書，但如果基礎知識掌握得不夠，且先前沒有使用過該款RTOS，那么只看源碼不僅非常枯燥，而且難以從全局掌握整個RTOS的構成和實現(xiàn)。

現(xiàn)在，我們采用一種全新的方法來教大家學習一款RTOS，既不是單純地介紹其中的API如何使用，也不是單純地拿里面的源碼一句句地講解，而是從0開始，層層疊加，不斷完善，教大家如何把一個RTOS從0到1寫出來，讓你在每一個階段都能享受到成功的喜悅。在這個RTOS實現(xiàn)的過程中，只需要具備C語言基礎即可，然后就是跟著本書篤定前行，最后定有所成。

如何選擇RTOS

如何選擇RTOS取決于是學習還是做產(chǎn)品，如果是學習，則可以選擇一個歷史較久、商業(yè)化成功、安全驗證較多的來學習，而且應深入學習。符合前面這幾個標準的只有μC/OS，所以學習RTOS，首選μC/OS，而且μC/OS的相關資料是很豐富的。當然，選擇其他的RTOS來學習也是可以的。學完之后就要使用，如果是做產(chǎn)品，即在產(chǎn)品中使用μC/OS，則要面臨授權問題，需要支付一定的費用，所以開源免費的FreeRTOS受到了各個半導體廠商和開發(fā)者的青睞。目前，F(xiàn)reeRTOS是市場占有率最高的RTOS，非常適合用來做產(chǎn)品。另外，國內(nèi)的RT-Thread也在迅速崛起，它同樣是開源免費的，也是不錯的選擇。