原帖 ｜ Jack ｜ 2024-09-21 22:34 ｜ 👍0 ｜ 阅读约1
老师，RTOS为什么会出现？
很早之前，在单片机开发工作中，其实并没有什么操作系统，因为我们单片机的项目并不复杂，小项目通过几个常规的任务不停去查询，然后配合一些中断（异常）来响应突发事件就够了。
但是随着系统应用（功能）的不断迭代和增加、修改，会发现，裸机的任何一个模块的代码的修改都很容易对其他模块产生干扰，模块彼此之间的干涉很严重。修改需要非常小心，尤其当需要配置的中断/异常越来越多的时候，就会发现非常难改，难度几何级上升。
所以这时候，裸机的开发工程师们，想出了一些类似于protothreads这类的事件驱动型的框架。但是在真实的项目中，可能有很多常规任务（轮询）和需要及时处理的事件，一旦有改动，干涉的代码就会非常多。
所以出现了RTOS这种兼容常规任务轮询和异常事件及响应兼顾的框架。本身RTOS中的各种IPC（消息队列，信号量，邮箱。。。）本质上都是全局变量（互斥锁与信号量的语义差别见 FreeRTOS中互斥锁和信号），但是RTOS提供了这些API，同时提供了经过高手优化的临界区保护等手段，确保了这些API的安全。程序员使用这些API，可以大大简化程序员的操作，降低了大家开发复杂系统的难度。
另外，RTOS拥有的这一切好处并不是凭空得来的，代价是损失了CPU的计算资源，因为CPU需要再任务之间不停地切换（出栈入栈，上下文保存），这些都是浪费时间的，所以RTOS有个很重要的评价指标，就是RTOS自身任务切换会用掉CPU多少个指令时间。
再者，RTOS对使用者也有要求，比如说tick用多少合适，如果时间太短，那很大部分时间都用在栈切换上了，时间太长，任务轮询的时间刻度就变大了，无法得到及时响应。
总之，在裸机和RTOS之间，没有绝对的谁好谁坏。如果一个人裸机做的很厉害，能够有效规避任务修改对其他任务执行/响应产生的干涉，那肯定没问题。这就好比你跟用C++的人说，我用C结构体也能做出C++类的效果一样，以前用汇编的老前辈大拿也会说C语言没有汇编高效，都是一个道理，只能说各有各的好。
但是，从整个项目生命周期的角度来看，老板肯定不同意用汇编来做项目，这让后面的人根本没法维护；同样，如果用了RTOS，那后面项目在后期维护时，可以招会RTOS的人来快速上手维护。
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