嵌入式实时操作系统,真的实时吗?

嵌入式大杂烩 2022-02-26 21:45


我们都说RTOS(Real Time Operating System)实时操作系统,那么,到底啥是实时操作系统呢?它到底实时不实时呢?

这个问题,相信有很多初学的小伙伴都有这么疑问。

简述RTOS

RTOS:Real Time Operating System,即实时操作系统。


来自百度百科的解释:

实时操作系统是指当外界事件或数据产生时,能够接受并以足够快的速度予以处理,其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统做出快速响应,调度一切可利用的资源完成实时任务,并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。


实时操作系统,体现的重点是实时(及时响应)。简单说就是程序能及时的解决、处理一些比较急的事情,而不会出现“卡机等情况。


比如:一个运动的小车,传感器检测到前方有障碍物,要立马减速、停车,而不是半天才反应过来(反应慢了就会撞上去)。


与裸机相比

从裸机转RTOS的同学,就会拿裸机与RTOS相比较:

  • RTOS相比裸机有什么优点?

  • RTOS相比裸机更方便吗?

  • ......


我可以肯定的说:RTOS相比裸机更方便,优点也更多。当然,前提是MCU资源(Flash、RAM)能满足需求。


因为早期的MCU资源相对匮乏,比如Flash低于10K,RAM低于1K,这个时候用RTOS,优点就不明显,反而更容易暴露缺点。


但现在MCU资源相对比较多,动辄超过1M的Flash、 100K的RAM,这种情况下,如果跑裸机,我感觉太浪费MCU资源了。 


此处推荐阅读:

从 裸机 到 RTOS 思维的转变
裸机系统与多线程系统的区别
在51单片机上跑RTOS有没有意义?


与分时操作系统相比

很多人会联想到分时操作系统(TSOS),RTOS和TSOS有什么区别?各自有什么特点?


现在的处理器速度相对更快了,分时操作系统的实时能力也很高了。它们的区别其实可以从字面意思上理解,分时就是分为时间片,这个时间片很小,一般us级别甚至更低。


你了解一下TSOS分时操作系统的调度机制,你就会更加明白二者之间的区别了。


这一节可以参看我的之前分享的文章:RTOS和TSOS有什么区别?


RTOS真的实时吗?

回到今天的话题:RTOS真的实时吗?


严格来说,RTOS也不是实时响应并处理紧急的事情,只是在很短时间(一般ms级别)就做出了响应,给人感觉就是实时在响应。


单个CPU,在同一个时间只能处理一件事(只能执行一处程序),你创建了任务1、 任务2、 任务3......等多个任务,CPU在执行的时候都是轮流(按照优先级)执行。


1.系统滴答

RTOS实时响应有一个重要的配置,那就是系统滴答(SysTick)。


比如FreeRTOSConfig.h

#define configTICK_RATE_HZ        ((TickType_t)1000)


再比如μCOS系统的os_cfg.h

#define OS_TICKS_PER_SEC        1000u

系统滴答决定了你RTOS底层调度的时间大小,如果设置1000,那么1ms就会调度一次,也就说1ms会做出一次响应。


拿上面小车遇到障碍物为例:传感器检测到障碍物,通知更高优先级任务进行刹车,这个过程只需要1ms就会得到响应。


你肯定说:那我设置10000,是不是0.1ms就会做出响应?是不是系统滴答越大越好?


按理说系统滴答值越大响应越快,但系统调度也是需要占用时间:


调度的时间长度不变,如果N到N+1之间时间越短(滴答),留给执行任务的时间就越短。


所以,滴答值也不是越大越好,需要一个合理的值,可以参看:实时操作系统的滴答Tick设置多少才合适?


2.硬件中断

从裸机开发转RTOS的同学就有这样一个思维:我用中断就能做到实时响应


的确,中断能做到实时响应,但不能满足大部分需求。


拿上面小车刹车来说:比如检测到前方障碍物立刻做出中断响应,此刻执行减速的动作,这个动作假如是S曲线(减减速)刹车,执行时间为1s。


如果你在中断函数里面执行这个1s刹车动作,CPU就不会做其他事情了,这样你觉得可以吗?


硬件中断只能做出一个“紧急通知”,不能做出(耗时的)执行动作。


RTOS结合硬件中断就能完美解决这个问题,中断通知高优先级任务执行刹车减速的动作,但这个过程可能需要1ms。


所以,你会发现RTOS并非真正的实时,只是这个时间很短,你感觉不出来。


------------ END ------------


温馨提示

由于微信公众号近期改变了推送规则,如果您想经常看到我们的文章,可以在每次阅读后,在页面下方点一个「赞」或「在看」,这样每次推送的文章才会第一时间出现在您的订阅列表里。

猜你喜欢:

分享一份嵌入式软件工具清单!

实用 | 10分钟教你搭建一个嵌入式web服务器

干货 | 浅析程序开机自启动

嵌入式周报 | 第 3 期

嵌入式周报 | 第 2 期

嵌入式周报 | 第 1 期

干货 | 嵌入式OTA升级实现原理

几个Makefile通用模板分享!

实用 | 一个高性能通信库的简单使用分享

实用工具 | LVGL GUI-Guider的使用分享

C语言、嵌入式中几个非常实用的宏技巧

在公众号聊天界面回复1024,可获取嵌入式资源;回复 ,可查看文章汇总。

点击阅读原文,查看更多分享。

点个

嵌入式大杂烩 专注于嵌入式技术,包括但不限于C/C++、嵌入式、物联网、Linux等编程学习笔记,同时,内包含大量的学习资源。欢迎关注,一同交流学习,共同进步!
评论 (0)
  • 全球领先的光学解决方案供应商艾迈斯欧司朗(SIX:AMS)近日宣布,凭借AS1163独立智能驱动器(SAID)成为中国领先的智能集成系统产品汽车制造商宁波福尔达智能科技股份有限公司(“福尔达”)环境动态照明应用的关键供应商。此次合作标志着汽车技术发展的一个重要时刻,充分展现了AS1163在优化动态照明应用系统成本方面的多功能性和先进性能。该产品支持传感器集成,拥有专为车顶照明设计的超薄外形,并能提升车内照明系统的性能。AS1163是一款先进的智能LED驱动器,能够与开放系统协议(OSP)网络无缝
    艾迈斯欧司朗 2025-03-20 14:26 42浏览
  • 如同任何对我们工作方式的改变,新的工作方式必然会遇到许多必须面对的挑战。如果不解决组织在实施精益六西格玛过程中面临的障碍以及如何克服它们的问题,那么关于精益六西格玛的讨论就不算完整。以下列举了组织在成功实施精益六西格玛时常见的几个障碍,以及克服它们的方法:1)对精益六西格玛方法论缺乏理解。抵触情绪通常源于对精益六西格玛方法论的不了解,以及不相信它能真正发挥作用。这种情况在所有层级的人员中都会出现,包括管理层。虽然教育培训可以帮助改善这一问题,但成功的项目往往是打消疑虑的最佳方式。归根结底,这是一
    优思学院 2025-03-20 12:35 62浏览
  • 为有效降低人为疏失导致交通事故发生的发生率,各大汽车制造厂及系统厂近年来持续开发「先进驾驶辅助系统」ADAS, Advanced Driver Assistance Systems。在众多车辆安全辅助系统之中,「紧急刹车辅助系统」功能(AEB, Autonomous Emergency Braking)对于行车安全性的提升便有着相当大的帮助。AEB透过镜头影像模块与毫米波雷达感测前方目标,可在发生碰撞前警示或自动刹车以降低车辆损伤以及乘员伤害。面临的挑战以本次分享的客户个案为例,该车厂客户预计在
    百佳泰测试实验室 2025-03-20 15:07 58浏览
  • 贞光科技代理的品牌-光颉科技高精密薄膜电阻凭借0.01%的超高精度,在AI服务器电源模块中实现了精确电压分配、优化功率因数和减少热损耗,显著提升系统能效和可靠性。在当今的数字时代,人工智能(AI)服务器已成为数据中心的核心。随着AI应用的激增,服务器的性能和能效需求也在不断提高。电源模块作为服务器的关键组件,其性能直接影响整个系统的效率和可靠性。本文将探讨光颉科技高精密薄膜电阻,特别是其0.01%的精度,如何在AI服务器电源模块中提升能效。电源模块在AI服务器中的重要性电源模块负责将输入电源转换
    贞光科技 2025-03-20 16:55 67浏览
  • 家电“以旧换新”政策的覆盖范围已从传统的八大类家电(冰箱、洗衣机、电视、空调、电脑、热水器、家用灶具、吸油烟机)扩展至各地根据本地特色和需求定制的“8+N”新品类。这一政策的补贴再叠加各大电商平台的优惠,家电销售规模显著增长,消费潜力得到进一步释放。晶尊微方案为升级换代的智能家电提供了高效且稳定的触摸感应和水位检测功能,使得操作更加便捷和可靠!主要体现在:水位检测1健康家电:养生壶、温奶器、加湿器的缺水保护安全2清洁电器:洗地机、扫地机器人的低液位和溢液提醒3宠物家电:宠物饮水机的缺水提醒/满水
    ICMAN 2025-03-20 15:23 64浏览
  • 在电子制造领域,PCB(印刷电路板)的使用寿命直接决定了产品的长期稳定性和可靠性。捷多邦作为全球领先的PCB制造商,始终将质量放在首位,致力于为客户提供高可靠性、高性能的PCB解决方案。以下是捷多邦如何确保PCB使用寿命超过20年的核心技术与优势。 1. ​高品质原材料:从源头保障耐用性捷多邦采用国际认证的优质基材,如FR4、高频材料和高TG板材,确保PCB在高温、高湿等极端环境下的稳定性。通过严格的原材料筛选和入库检验,捷多邦从源头控制质量,避免因材料缺陷导致的失效问题。 
    捷多邦 2025-03-20 11:22 90浏览
  • 4月8-11日,第91届中国国际医疗器械博览会(CMEF)将在国家会展中心(上海)举办。这场全球瞩目的医疗科技盛宴以“创新科技,智领未来”为主题,旨在全方位展示医疗科技的最新成果,与来自全球的行业同仁一道,为全球医疗健康领域带来一场科技与商贸交融的产业“盛宴”。飞凌嵌入式作为专业的嵌入式技术解决方案提供商,一直致力于为医疗器械行业提供丰富的、高可靠性的嵌入式硬件主控解决方案。届时,飞凌嵌入式将为来自全球的观众带来适用于IVD、医疗影像、生命体征监测等医疗设备的嵌入式板卡、显控一体屏产品以及多款动
    飞凌嵌入式 2025-03-20 11:46 31浏览
  •         在当今电子设备高度集成的时代,电路保护显得尤为重要。TVS管(瞬态电压抑制二极管)和压敏电阻作为一种高效的电路保护器件,被广泛应用于各种电子设备中,用以吸收突波,抑制瞬态过电压,从而保护后续电路免受损坏。而箝位电压,作为TVS管和压敏电阻的核心参数之一,直接关系到其保护性能的优劣。箝位电压的定义        箝位电压指瞬态保护器件(如TVS二极管、压敏电阻)在遭遇过压时,将电路电压限制在安全范围内的
    广电计量 2025-03-20 14:05 48浏览
  • PCIe 5.0应用环境逐步成形,潜在风险却蠢蠢欲动?随着人工智能、云端运算蓬勃发展,系统对于高速数据传输的需求不断上升,PCI Express(PCIe)成为服务器应用最广的传输技术,尤其在高效能运算HPC(High Performance Computing)及AI服务器几乎皆导入了最新的PCIe 5.0规格,使得数据传输的双向吞吐量达到了128GB/s,让这两类的服务器能够发挥最大的效能。不过随着PCIe 5.0的频率达到16GHz,PCB板因为高频而导致讯号衰减加剧的特性,使得厂商面临很
    百佳泰测试实验室 2025-03-20 13:47 55浏览
  • 近日,保定飞凌嵌入式技术有限公司(以下简称“飞凌嵌入式”)携手瑞芯微电子股份有限公司(以下简称“瑞芯微”)正式加入2025年全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛(以下简称“嵌入式大赛”),并在应用赛道中设立专属赛题。本次嵌入式大赛,双方选用基于瑞芯微RK3588芯片设计的ELF 2开发板作为参赛平台,旨在通过此次合作,促进产教融合,共同推动嵌入式系统创新人才的培养。全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛是一项A类电子设计竞赛,同时也是被教育部列入白名单的赛事,由中国电子学会主办,是学生保研、求职的公认
    飞凌嵌入式 2025-03-20 11:53 45浏览
  • 本文内容来自微信公众号【工程师进阶笔记】,以工程师的第一视角分析了飞凌嵌入式OK3506J-S开发板的产品优势,感谢原作者温老师的专业分享。前两周,有一位老朋友联系我,他想找人开发一款数据采集器,用来采集工业现场的设备数据,并且可以根据不同的业务场景,通过不同的接口把这些数据分发出去。我把他提的需求总结了一下,这款产品方案大概有以下功能接口,妥妥地一款工业网关,在网上也能找到很多类似的产品方案,为啥他不直接买来用?再跟朋友深入地聊了一下,他之所以联系我,是因为看到我在公众号介绍过一款由飞凌嵌入式
    飞凌嵌入式 2025-03-20 11:51 74浏览
  • 流感季急诊室外彻夜排起的长队,手机屏幕里不断闪烁的重症数据,深夜此起彼伏的剧烈咳嗽声——当病毒以更狡猾的姿态席卷全球,守护健康的战争早已从医院前移到每个人的身上。在医学界公认的「72小时黄金预警期」里,可穿戴设备闪烁的光芒正穿透皮肤组织,持续捕捉血氧浓度、心率变异性和体温波动数据。这不是科幻电影的末日警报,而是光电传感器发出的生命预警,当体温监测精度精确到±0.0℃,当动态血氧检测突破运动伪影干扰……科技正在重新定义健康监护的时空边界。从智能手表到耳机,再到智能戒指和智能衣物,这些小巧的设备通过
    艾迈斯欧司朗 2025-03-20 15:45 77浏览
我要评论
0
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦