FreeRTOS
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| 开发者 | Real Time Engineers Ltd. |
|---|---|
| 操作系统家族 | 实时操作系统 |
| 运作状态 | 活跃 |
| 原始码模式 | 可获取原代码 |
| 当前版本 | |
| 市场取向 | 嵌入式装置 |
| 支持平台 | ARM (ARM7, ARM9, Cortex-M3, ARM Cortex-M4, Cortex-A), Atmel AVR, AVR32, HCS12, MicroBlaze, Cortus (APS1, APS3, APS3R, APS5, FPF3, FPS6, FPS8), MSP430, PIC, Renesas H8/S, SuperH, RX, x86, 8052, Coldfire, V850, 78K0R, Fujitsu MB91460 series, Fujitsu MB96340 series, Nios II, Cortex-R4, TMS570, RM4x |
| 内核类别 | 微内核 |
| 许可证 | MIT许可证 |
| 官方网站 | www |
| 仓库 | |
FreeRTOS是一个热门的[3]嵌入式装置用即时操作系统核心[4][5]，它于2003年由Richard Barry设计，并已被经成功移植到35种不同的微控制器上[6]。FreeRTOS采用MIT许可证许可。
实现
[编辑]FreeRTOS的设计小巧且简易，整个核心代码只有3到4个C文件，为了让代码容易阅读、移植和维护，大部分的代码都是以C语言编写，只有一些函数（多数是架构特定排班副程序）采用汇编语言编写。
FreeRTOS提供许多方法以实现多线程（threads）、多作业（task）、互斥锁（mutex）、信号量（semaphore）和软件计时器（software timer），有个为低耗电应用程式提供的无嘀嗒（tick-less）模式，线程的优先权管理也有支持，此外，FreeRTOS提供了四种存储器配置的模式：
- 仅配置（allocate only）
- 以非常简易但快速的算法进行配置与释放
- 搭配存储器合并，以较复杂但快速的算法进行配置与释放
- 搭配互斥保护，以 C 函数库配置进行配置与释放
FreeRTOS中没有一些像Linux、Microsoft Windows等典型操作系统具有的先进特征，例如装置驱动程式、先进存储器管理机制、用户管理和网络管理，FreeRTOS着重在执行的简洁与速度，FreeRTOS有时会被视为是一个‘线程函数库’而非‘操作系统’，尽管可以找到命令行接口和类似POSIX I/O 接口的插件。
FreeRTOS实现了多线程，主程序会在规律的短时间区间内调用一个线程时计方法，这个方法会以循环制依照任务的优先级进行任务切换，一般来说，这个短时间区间介于 1/1000 秒与 1/100 秒之间，透过一个硬件时计中断来计时，但这个区间经常随着特定的应用而改变。
从FreeRTOS官网（FreeRTOS.org（页面存档备份，存于互联网档案馆））所下载到的代码包含准备用来移植或编译的配置文件和演示代码，让用户可以快速地进行应用程式设计。
主要特色
[编辑]- 存储器足迹非常小，低负担（overhead）且执行非常快速
- 提供低电耗应用程式无计时选项
- 对操作系统新手而言，很适合作为入门教材，对于专业开发者来说则适合用于商业产品开发
- 调度器可以设置成可抢先（preemptive）或共同运作（cooperative operation）
- 提供共享副程序（coroutine），在FreeRTOS中，共享副程序是一个存储器堆栈用量非常有限但非常简易轻巧的任务
- 支持使用（generic trace macros（页面存档备份，存于互联网档案馆）. ）
支持平台
[编辑]- Altera Nios II
- ARM architecture
- Atmel
- Atmel AVR
- AVR32
- SAM3
- SAM4
- SAM7
- SAM9
- SAM D20
- SAM L21
- Cortus
- APS1
- APS3
- APS3R
- APS5
- FPS6
- FPS8
- Cypress
- Energy micro
- EFM32
- Fujitsu
- FM3 series
- MB91460 series
- MB96340
- Freescale
- Coldfire V1
- Coldfire V2
- HCS12
- Kinetis
- IBM
- PPC405,PPC404
- Infineon
- TriCore
- Infineon XMC4000
- Intel
- PIC微控制器
- PIC18
- PIC24
- dsPIC
- PIC32
- Microsemi
- SmartFusion
- Multiclet
- Multiclet P1
- NXP（NXP LPC）
- LPC1000
- LPC2000
- LPC4300
- Renesas
- STMicroelectronics
- STM32
- STR7
- Texas Instruments
- MSP430
- Stellaris
- Hercules（TMS570LS04 & RM42）
- Xilinx
- MicroBlaze
- Zynq-7000
相关系统
[编辑]SafeRTOS
[编辑]SafeRTOS的功能和FreeRTOS类似，但是是为实现安全关键系统所设计。FreeRTOS的机能模型经过完全的HAZOP，其机能模型及API因为用户误用或是硬件失效造成的弱点都已经识别且修正。最后的需求经过完整IEC 61508 SIL 3开发生命周期来实现，也是只有软件的组件可以达到的最高等级。
SafeRTOS是由WITTENSTEIN high integrity systems开发，原开发者 Real Time Engineers Ltd 为其合作伙伴[7]。SafeRTOS和FreeRTOS有相同的调度算法，相似的API，其他方面也相当类似[8]，不过是因为不同的目标而设计的[9]。SafeRTOS只用C语言进行开发，以符合IEC61508的认证需求[10]。
在操作系统中，SafeRTOS有其独特的地方，是只需要放在微处理器中的只读存储器（ROM）即可，因此可以进行IEC61508或是其他安全或是可靠度相关的完整软件及硬件预认证[11]。若是放在只读存储器中，SafeRTOS代码只能依照原始的配置来执行，因此用这套操作系统的装置的认证测试，不需在安全认证中重新测试其开发的程序[12]。
德州仪器会针对其TI Stellaris系列的部分MCU的ROM里加上SafeRTOS[13]，因此客户可以将SafeRTOS用在商业应用中，而不用采购其原代码。在这种使用方式下，会提供一个简单的C语言头文件将SafeRTOS的API函数映射于其在ROM中对应位置内。这种将SafeRTOS放在只读存储器的作法相当理想，因为其中的程序不会被修改，去除了用户的错误，也确保在项目开发过程中，SafeRTOS部分的程序都和认证时的相同。
OpenRTOS
[编辑]OpenRTOS也是和FreeRTOS有关的项目，其代码和FreeRTOS完全相同，但是其许可及收费方式不同。OpenRTOS是由WITTENSTEIN Aerospace and Simulation Ltd提供的软件，其许可要求移除了所有参考GNU通用公共许可证的内容。OpenRTOS是商业软件，需购买后才能使用，也没有上述的许可要求，购买OpenRTOS的客户也可以获得完整的技术支持[14]。
参见
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参考资料
[编辑]- ^ FreeRTOSv202212.01 Latest. 2023年3月4日 [2023年8月8日].
- ^ 202210.01-LTS (November 2022). 2022年11月18日 [2023年8月19日].
- ^ 2011 Embedded Market Study. EE Times. [2016-08-12]. （原始内容存档于2012-04-02）.
- ^ Kolesnki, Sergey. Comparing microcontroller real-time operating systems. 2013-12-08 [2016-08-12]. （原始内容存档于2016-08-20）.
A kernel is not an RTOS, but this can be a confusing issue because of the inappropriate naming chosen for some popular kernels, ‘freeRTOS’ for example.
- ^ Why RTOS and What Is RTOS?. [29 August 2014]. （原始内容存档于2016-08-07）.
What is FreeRTOS? … The size constraints, and dedicated end application nature, rarely warrant the use of a full RTOS implementation - or indeed make the use of a full RTOS implementation possible. FreeRTOS therefore provides the core real time scheduling functionality, inter-task communication, timing and synchronisation primitives only. This means it is more accurately described as a real time kernel, or real time executive. …
- ^ Official Website. [2016-08-12]. （原始内容存档于2016-08-15）.
- ^ FreeRTOS. [8 Aug 2012]. （原始内容存档于2016-08-15）.
- ^ SmartBotPaper (PDF). [8 Aug 2012]. （原始内容 (PDF)存档于2012-07-04）.
- ^ Relationship between FreeRTOS and SAFERTOS. [2016-08-12]. （原始内容存档于2016-08-19）.
- ^ EETimesSafetyCritical. [8 Aug 2012]. （原始内容存档于2011-04-30）.
- ^ Embedded Systems Design Europe. [2012-08-10]. （原始内容存档于2012-10-23）.
- ^ Texas Instruments (PDF). [2012-09-10]. （原始内容 (PDF)存档于2013-07-04）.
- ^ TI Stellaris Product range. [2016-12-30]. （原始内容存档于2013-01-04）.
- ^ OpenRTOS. [2016-08-12]. （原始内容存档于2014-10-28）.
外部链接
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- Official website（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- OPENRTOS
- SAFERTOS（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- FreeRTOS+Trace（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- FreeRTOS ecosystem products（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- 成功大学 FreeRTOS（页面存档备份，存于互联网档案馆）
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