ARM cortex架构的实时操作系统有哪些选择？

Question

我正在寻找Arm M/R系列的RTOS(用C++开发)？有人可以推荐ARM Cortex-M或R系列的优秀RTOS吗？谢谢.

Answer 1

获得任何价值的答案需要有人客观地评估所有价值,这是不可能的.

人气和适用性不一定是一回事.您应该选择具有您的应用程序所需功能的RTOS,使用您的开发工具,以及满足您的需求和预算的许可模型和成本.

您使用的工具链是一个明确的考虑因素 - 内核感知调试和启动项目都有助于成功开发.某些调试器/ RTOS组合甚至可能允许线程级断点和调试.

Keil的MDK-ARM包括一个简单的RTOS,具有基于优先级的预先调度和进程间通信,以及一系列中间件,如文件系统,TCP/IP,CAN和USB堆栈,无需额外费用(除非你想要源代码).

IAR提供与许多RTOS产品的集成,以便与EWB一起使用.他们的ARM EWB页面列出了具有内置和供应商插件支持的RTOS.

就个人而言,我已经使用了Keil RTX,但切换到了Segger embOS,因为当时RTX在Cortex-M上并不成熟,并且给我带来了一些问题.然而,RTX的测量上下文切换时间比embOS快.IAR的EWB与embOS集成是没有价值的,所以如果你还没有投资工具链,这可能是更简单的路线.我还评估了Cortex M上的FreeRTOS(与OpenRTOS相同,但具有不同的许可和支持模型),但发现它的API比embOS稍微复杂和完整,并且上下文切换时间明显变慢.

embOS对RTX有类似的中间件支持,但需要额外付费.然而,我设法在一个替代的开源文件系统和处理器供应商提供USB堆栈,而在embOS和RTX中没有任何问题,因此中间件支持在所有情况下可能并不重要.

其他选项是Micro C/OS-II.它再次支持中间件,但需要额外付费.它的调度程序比大多数其他调度程序更原始,要求每个线程都有不同的优先级,这不支持循环/时间片调度,这对非实时后台任务通常很有用.它主要通过相关书籍来详细描述内核实现.较新的Micro C/OS-Iii克服了调度程序的限制.

另一方面,eCos是一个完整的RTOS解决方案,具有高端功能,适用于您可能选择Linux但需要实时支持且占用空间小的许多应用.

关键是你可以把它看成是RTOS支持抢占式调度和IPC,并且具有合理的性能水平(虽然我提到了不同的上下文切换时间,STM32F1xx上72MHz时的范围在5到15 us之间) ).所以我会看看成熟度之类的东西(RTOS可用于你的目标多长时间 - 你甚至可以查看发行说明以了解它的成熟速度和可能存在的问题),工具集成,API是否适合您的需求是一个预期的软件架构,中间件支持从供应商或第三方获得许可和许可(您能负担得起,并且您能否以您想要的方式合法部署它？).

关于使用C++,大多数RTOS都提供了一个C API(甚至是用C++编写的eCos).这不是一个真正的问题,因为C代码可以与C++和二进制级别互操作,但是您可以有效地利用C++的强大功能使RTOS选择不那么重要.我所做的是定义一个C++ RTOS类库,它提供了一个提供所需设施的通用API; 例如,我有类,如cTask,cMutex,cInterrupt,cTimer,cSemaphore等.应用程序代码写入此API,并为任意数量的RTOS实现类库.这样,应用程序代码可以移植很少或没有更改到许多目标和RTOS,因为类库充当抽象层.我已成功为Windriver VxWorks,Segger embOS,Keil RTX甚至Linux和Windows实现了这个类库,用于仿真和原型设计.

一些供应商确实为他们的RTOS提供了C++包装器,例如Accelerated Technology的用于Neucleus RTOS的Neucleus C++,但这并不一定提供在不更改应用程序代码的情况下更改RTOS所需的抽象.

在RTOS中使用C++开发需要注意的一点是,大多数RTOS库都是在main()中初始化的,而C++在调用main()之前调用静态全局对象的构造函数.在RTOS初始化之前,一些RTOS调用通常是无效的,这可能会导致问题 - 特别是因为它在RTOS之间不同.一种解决方案是修改C运行时启动代码,以便在静态构造函数和main()之前调用RTOS初始化,但是在建立基本C运行时环境之后.另一种解决方案是简单地避免静态对象中的RTOS调用.