实时操作系统
更新时间：2011-05-28 14:10
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实时操作系统，即RTOS，全称Real-time operating system，适用于嵌入式设备和有实时性要求的系统中。实时系统能够在指定或者确定的时间内完成系统功能和外部或内部、同步或异步时间做出响应的系统。实时系统应该在事先先定义的时间范围内识别和处理离散事件的能力；系统能够处理和储存控制系统所需要的大量数据。
实时操作系统概述
实时操作系统是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，用户的应用程序是运行于RTOS之上的各个任务，RTOS根据各个任务的要求，进行资源(包括存储器、外设等)管理、消息管理、任务调度、异常处理等工作。在RTOS支持的系统中， 每个任务均有一个优先级，RTOS根据各个任务的优先级，动态地切换各个任务，保证对实时性的要求。
实时多任务操作系统，以分时方式运行多个任务，看上去好象是多个任务“同时”运行。任务之间的切换应当以优先级为根据，只有优先服务方式的RTOS才是真正的实时操作系统，时间分片方式和协作方式的RTOS并不是真正的“实时”。美国CMX公司的RTOS采用全优先服务方式的任务调度，可以使中断潜伏时间减到最小。其RTOS的主要功能模块有调度和中断处理（为了优化用汇编编写），任务管理，事件管理，定时器管理，报文管理，循环队列管理，资源管理，固定存储块管理，规范的UART管理，自动掉电管理。这些也是标准的RTOS所应具有的基本功能。RTOS也体现了一种新的系统设计思想和一个开放的软件框架，工程师可以在不大量变动系统其它任务的情况下增加或去掉一个任务；一个项目开发的过程中，可以有多个工程师同时进行系统的软件开发，各个人之间只要制订好规程和协议即可，既缩短了开发时间，又降低了最终软件产品对于具体某个开发者个人的依赖性。为RTOS设计的成熟和通用的任务可以以库函数的形式供其它人继续利用，和C语言的设计思想一致。因此可以说RTOS 是嵌入式软件的编写从“小生产方式”进入“大 生产方式”的必然产物。
在RTOS基础上可以很容易地实现各种通信协议库函数，CMX针对目前单片机网络系统中广泛使用的CAN总线协议，开发了CAN总线协议接口库函数。这些函数包括消息 接收，消息发送，初始化CAN控制器芯片，管理CAN控制器中断，管理节点地址和CAN标识，管理用于CAN信息包的缓冲存储区，通知一个任务消息已经收到等等。
实时多任务操作系统一般以源代码形式供应用户，作为Project源程序的一部分参加编译和汇编，最终在用户代码中占有一部分。例如CMX的RTOS在80C51XA系统中采用大 模式编译增加代码量3310字节，最大中断潜伏时间在30M时钟下为2.9微秒。
实时操作系统的特点
IEEE 的实时UNIX分委会认为实时操作系统应具备以下的几点:
●异步的事件响应
●切换时间和中断延迟时间确定
●优先级中断和调度
●抢占式调度
●，而在这有限的空间内不仅要装载实时操作系统，还要装载用户程序。因此，在RTOS的设计中，其占用内存大小是一个很重要的指标，这是RTOS设计与其它操作系统设计的明显区别之一。
4. 最大中断禁止时间：
当RTOS运行在核态或执行某些系统调用的时候，是不会因为外部中断的到来而中断执行的。只有当RTOS重新回到用户态时才响应外部中断请求，这一过程所需的最大时间就是最大中断禁止时间。
5. 任务切换时间：
当由于某种原因使一个任务退出运行时，RTOS保存它的运行现场信息、插入相应队列、并依据一定的调度算法重新选择一个任务使之投入运行，这一过程所需时间称为任务切换时间。
上述几项中, 最大中断禁止时间和任务切换时间是评价一个RTOS实时性最重要的两个技术指标。
