FreeRTOS








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FreeRTOS

Logo freeRTOS.png
开发者
Real Time Engineers Ltd.
作業系統家族
实时操作系统
運作狀態
活躍
源码模式
可取得原代碼
最新版本
10.1.1（2018年9月7日，​5個月前​（2018-09-07））
市場取向
嵌入式設備
支援平台
ARM (ARM7, ARM9, ARM Cortex-M3（英语：ARM Cortex-M3）, ARM Cortex-M4, Cortex-A), Atmel AVR, AVR32（英语：AVR32）, HCS12（英语：HCS12）, MicroBlaze（英语：MicroBlaze）, Cortus（英语：Cortus） (APS1, APS3, APS3R, APS5, FPF3, FPS6, FPS8), MSP430, PIC, Renesas H8/S, SuperH, RX, x86, 8052, Coldfire（英语：Freescale ColdFire）, V850（英语：V850）, 78K0R, Fujitsu MB91460 series, Fujitsu MB96340 series, Nios II, Cortex-R4, TMS570, RM4x

内核类别
微內核
许可证
MIT许可证
官方網站
www.freertos.org

FreeRTOS是一個熱門的[1]嵌入式裝置用即時作業系統核心[2][3]，它于2003年由Richard Barry设计，并已被經成功移植到35種不同的微控制器上[4]。FreeRTOS採用MIT许可证授權。




目录






  • 1 實作


  • 2 主要特色


  • 3 支援平台


  • 4 相關系統


    • 4.1 SafeRTOS


    • 4.2 OpenRTOS




  • 5 参见


  • 6 参考资料


  • 7 外部链接





實作


FreeRTOS的設計小巧且簡易，整個核心程式碼只有3到4個C檔案，為了讓程式碼容易閱讀、移植和維護，大部分的程式碼都是以C語言編寫，只有一些函式（多數是架構特定排班副程式）採用組合語言編寫。


FreeRTOS提供許多方法以實現多线程（threads）、多作業（task）、互斥鎖（mutex）、號誌（semaphore）和軟體計時器（software timer），有個為低耗電應用程式提供的无嘀嗒（tick-less）模式，執行緒的優先權管理也有支援，此外，FreeRTOS提供了四種記憶體配置的模式：



  • 僅配置（allocate only）

  • 以非常簡易但快速的演算法進行配置與釋放

  • 搭配記憶體合併（英语：Coalescing (computer science)），以較複雜但快速的演算法進行配置與釋放

  • 搭配互斥保護，以 C 函式庫配置進行配置與釋放


FreeRTOS中沒有一些像Linux、Microsoft Windows等典型作業系統具有的先進特徵，例如裝置驅動程式（英语：device drivers）、先進記憶體管理機制、使用者管理和網路管理，FreeRTOS著重在執行的簡潔與速度，FreeRTOS有時會被視為是一個『執行緒函式庫』而非『作業系統』，儘管可以找到命令列介面和類似POSIX I/O 介面的插件。


FreeRTOS實作了多執行緒，主程式會在規律的短時間區間內呼叫一個執行緒時計方法，這個方法會以循環制依照任務的優先順序進行任務切換，一般來說，這個短時間區間介於 1/1000 秒與 1/100 秒之間，透過一個硬體時計中斷來計時，但這個區間經常隨著特定的應用而改變。


從FreeRTOS官網（FreeRTOS.org）所下載到的程式碼包含準備用來移植或編譯的設定檔和演示程式碼，讓使用者可以快速地進行應用程式設計。



主要特色



  • 記憶體足跡非常小，低負擔（英语：Overhead (computing)）（overhead）且執行非常快速

  • 提供低電耗應用程式無計時選項

  • 對作業系統新手而言，很適合作為入門教材，對於專業開發者來說則適合用於商業產品開發


  • 排程器可以設定成可搶先（preemptive）或共同運作（英语：Cooperative multitasking）（cooperative operation）

  • 提供共用副程式（coroutine），在FreeRTOS中，共用副程式是一個記憶體堆疊用量非常有限但非常簡易輕巧的任務

  • 支援使用（generic trace macros. ）



支援平台





  • Altera Nios II


  • ARM architecture

    • ARM7

    • ARM9

    • ARM Cortex-M（英语：ARM Cortex-M）

    • ARM Cortex-A




  • Atmel

    • Atmel AVR

    • AVR32（英语：AVR32）

    • SAM3

    • SAM4

    • SAM7

    • SAM9

    • SAM D20

    • SAM L21




  • Cortus（英语：Cortus）

    • APS1

    • APS3

    • APS3R

    • APS5

    • FPS6

    • FPS8




  • Cypress（英语：Cypress Semiconductor）
    • PSoC



  • Energy micro（英语：Energy Micro）
    • EFM32（英语：EFM32）



  • Fujitsu

    • FM3 series

    • MB91460 series

    • MB96340




  • Freescale


    • Coldfire（英语：Freescale ColdFire） V1

    • Coldfire V2

    • HCS12（英语：Freescale 68HC12）

    • Kinetis




  • IBM

    • PPC405（英语：PowerPC 400）,PPC404



  • Infineon

    • TriCore（英语：Infineon TriCore）

    • Infineon XMC4000（英语：Infineon XMC）




  • Intel

    • x86

    • 8052




  • PIC微控制器

    • PIC18

    • PIC24

    • dsPIC

    • PIC32




  • Microsemi（英语：Microsemi）
    • SmartFusion（英语：Actel SmartFusion）



  • Multiclet（英语：Multiclet）
    • Multiclet P1



  • NXP（NXP LPC（英语：NXP LPC））

    • LPC1000

    • LPC2000

    • LPC4300




  • Renesas

    • 78K0R

    • RL78

    • H8/S

    • RX600

    • RX200

    • SuperH

    • V850（英语：V850）




  • STMicroelectronics

    • STM32（英语：STM32）

    • STR7




  • Texas Instruments

    • MSP430

    • Stellaris


    • Hercules（英语：Hercules (processors)）（TMS570LS04 & RM42）




  • Xilinx

    • MicroBlaze（英语：MicroBlaze）

    • Zynq-7000






相關系統



SafeRTOS


SafeRTOS的功能和FreeRTOS類似，但是是為實現安全關鍵系統所設計。FreeRTOS的機能模型經過完全的HAZOP，其機能模型及API因為使用者誤用或是硬體失效造成的弱點都已經識別且修正。最後的需求經過完整IEC 61508 SIL 3開發生命週期來實現，也是只有軟體的元件可以達到的最高等級。


SafeRTOS是由WITTENSTEIN high integrity systems開發，原開發者 Real Time Engineers Ltd
為其合作夥伴[5]。SafeRTOS和FreeRTOS有相同的排程演算法，相似的API，其他方面也相當類似[6]，不過是因為不同的目標而設計的[7]。SafeRTOS只用C語言進行開發，以符合IEC61508的認證需求[8]。


在作業系統中，SafeRTOS有其獨特的地方，是只需要放在微處理器中的唯讀記憶體（ROM）即可，因此可以進行IEC61508或是其他安全或是可靠度相關的完整軟體及硬體預認證[9]。若是放在唯讀記憶體中，SafeRTOS代碼只能依照原始的組態來執行，因此用這套作業系統的設備的認證測試，不需在安全認證中重新測試其開發的程式[10]。


德州儀器會針對其TI Stellaris系列的部份MCU的ROM裡加上SafeRTOS[11]，因此客戶可以將SafeRTOS用在商業應用中，而不用採購其原代碼。在這種使用方式下，會提供一個簡單的C語言標頭檔將SafeRTOS的API函式對映於其在ROM中對應位置內。這種將SafeRTOS放在唯讀記憶體的作法相當理想，因為其中的程式不會被修改，去除了使用者的錯誤，也確保在專案開發過程中，SafeRTOS部份的程式都和認證時的相同。



OpenRTOS


OpenRTOS也是和FreeRTOS有關的專案，其代碼和FreeRTOS完全相同，但是其授權及收費方式不同。OpenRTOS是由WITTENSTEIN Aerospace and Simulation Ltd提供的軟體，其授權要求移除了所有參考GNU通用公共许可证的內容。OpenRTOS是商業軟體，需購買後才能使用，也沒有上述的授權要求，購買OpenRTOS的客戶也可以獲得完整的技術支援[12]。



参见



  • 嵌入式操作系统


参考资料





  1. ^ 2011 Embedded Market Study. EE Times. （原始内容存档于2012-04-02）. 


  2. ^ Kolesnki, Sergey. Comparing microcontroller real-time operating systems. 2013-12-08. 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. 


  3. ^ Why RTOS and What Is RTOS?. [29 August 2014]. 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. … 


  4. ^ Official Website. 


  5. ^ FreeRTOS. [8 Aug 2012]. 


  6. ^ SmartBotPaper (PDF). [8 Aug 2012]. （原始内容 (PDF)存档于2012-07-04）. 


  7. ^ Relationship between FreeRTOS and SAFERTOS


  8. ^ EETimesSafetyCritical. [8 Aug 2012]. 


  9. ^ Embedded Systems Design Europe. [2012-08-10]. 


  10. ^ Texas Instruments (PDF). [2012-09-10]. 


  11. ^ TI Stellaris Product range


  12. ^ OpenRTOS 互联网档案馆的存檔，存档日期2014-10-28.




外部链接






维基共享资源中相关的多媒体资源：FreeRTOS


  • Official website

  • OPENRTOS

  • SAFERTOS

  • FreeRTOS+Trace

  • FreeRTOS ecosystem products

  • 成功大學 FreeRTOS

























  • 查

  • 论

  • 编



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  • µC/OS-II（英语：Micro-Controller Operating Systems）

  • MQX（英语：MQX）

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  • OpenComRTOS（英语：OpenComRTOS）

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  • VRTX

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  • Windows Embedded Compact

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历史上的


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  • CoyotOS（英语：CoyotOS）

  • FlexOS（英语：FlexOS）

  • MERT/UNIX-RT（英语：Multi-Environment Real-Time）

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  • RT-11（英语：RT-11）

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  • 分类:实时操作系统




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