RT-Thread入门学习笔记_1

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1.什么是嵌入式系统

嵌入式系统是一种完全嵌入在装置或设备内部、为满足特定需求而设计的计算机系统。例如生活中常见的嵌入式系统：电视机机顶盒、路由器、电冰箱、微波炉与移动电话等等。

2.什么是嵌入式操作系统

嵌入式操作系统是应用于嵌入式系统的软件，它用来对接嵌入式底层硬件与上层应用。嵌入式操作系统在多任务管理、任务间通信、内存管理、定时器管理、设备管理等方面。提供给用户一套完整的机制，极大程度上便利了嵌入式应用程序的开发、管理和维护。

3.什么是RT0S系统

实时操作系统（real-time operating system，RTOS）又称及时操作系统，它会按照排序执行、管理系统资源， 并为开发应用程序提供一致的基础。

4.RT-Thread 简介

RT-Thread是一款完全由国内团队开发维护的嵌入式实时操作系统（real-time operating system，RTOS），具有完全自主知识产权。历经12年沉淀，伴随物联网（IOT，Internet of thing）兴起，它正演变成为一个功能强大、阻值丰富物联网操作系统。

RT-Thread概述：

RT-Thread，全称Real Time-Thread。它是一个嵌入式实时多线程（任务）操作系统，允许多个任务同时运行，但同一时刻只能执行一个任务。由于每次对一个任务的执行时间非常短、任务与任务之间通过任务调度器进行快速地切换（调度器根据优先级决定此刻该执行的任务），则给人造成多个任务在一个时刻同时运行的错觉。在RT-Thread系统中，任务通过线程实现，RT-Thread中的线程调度器也就是以上提到的任务调度器。

  RT-Thread主要采用C语言编写，浅显易懂且方便移植。它把面向对象的设计方法应用到实时系统中，使得代码风格优雅、架构清晰、系统模块化并且可裁剪性非常好。针对资源受限的微处理器（MCU）系统，可通过方便易用的工具，裁剪出仅需3KB的Flash、1.2KB RAM内存资源的NANO版本（NANO 是 RT-Thread 官方于 2017 年 7 月份发布的一个极简版内核)；而对于资源丰富的物联网设备，RT-Thread 又能使用在线的软件包管理工具，配合系统配置工具实现直观快速的模块化裁剪，无缝地导入丰富的软件功能包，实现类似 Android 的图形界面及触摸滑动效果、智能语音交互效果等复杂功能。

  相较于Linux操作系统，RT-Thread体积小、成本低、功耗低、启动快速优点。此外，还具有实时性高、占用资源小等特点。它非常适合用于各种资源受限（如成本、功耗等）的场合。虽然它是主要运行平台为32位MCU，实际上很多带有MMU、基于ARM9、ARM11甚至Cortex-A系列级别CPU的应用处理器在特定应用场合也适合使用RT-Thread。

许可协议：

RT-Thread 系统完全开源，3.1.0 及以前的版本遵循 GPL V2 + 开源许可协议。从 3.1.0 以后的版本遵循 Apache License 2.0 开源许可协议，可以免费在商业产品中使用，并且不需要公开私有代码。

RT-Thread 的架构：

  近年来，物联网（Internet Of Things，IOT）概念广为普及，物联网市场发展迅猛，嵌入式设备的联网已是大势所趋。终端联网使得软件复杂性大幅度增加，传统的RTOS内核已经越来越难满足市场需求。因此，物联网操作系统（IOT OS）的概念应运而生。

物联网操作系统是指以操作系统内核（RTOS、Linux等）为基础，包括如文件系统、图形库等较为完整的中间组件，具备低功耗、安全、通信协议支持和云端连接能力的软件平台。

RT-Thread就是一个IOT OS！

RT-Thread与其他很多RTOS（如FreeRTOS、uC/OS）主要区别之一是：除实时内核，还具备丰富中间层组件。如下图所示：

具体包括内核层、组件与服务层、RT-Thread软件包。

内核层：RT-Thread内核是核心，包括内核系统中对象的实现（如多线程及其调度、信号量、邮箱、消息队列、内存管理、定时器等）；libcpu/BSP（芯片移植相关文件/板级支持包）与硬件密切相关，由外设驱动和CPU移植构成。

组件与服务层：组件是基于 RT-Thread 内核之上的上层软件，例如虚拟文件系统、FinSH 命令行界面、网络框架、设备框架等。采用模块化设计，做到组件内部高内聚，组件之间低耦合。

RT-Thread 软件包：运行于 RT-Thread 物联网操作系统平台上，面向不同应用领域的通用软件组件，由描述信息、源代码或库文件组成。RT-Thread 提供了开放的软件包平台，这里存放了官方提供或开发者提供的软件包，该平台为开发者提供了众多可重用软件包的选择，这也是 RT-Thread 生态的重要组成部分。软件包生态对于一个操作系统的选择至关重要，因为这些软件包具有很强的可重用性，模块化程度很高，极大的方便应用开发者在最短时间内，打造出自己想要的系统。RT-Thread 已经支持的软件包数量已经达到 60+，如下举例：

² 物联网相关的软件包：Paho MQTT、WebClient、mongoose、WebTerminal 等等。

² 脚本语言相关的软件包：目前支持 JerryScript、MicroPython。

² 多媒体相关的软件包：Openmv、mupdf。

² 工具类软件包：CmBacktrace、EasyFlash、EasyLogger、SystemView。

² 系统相关的软件包：RTGUI、Persimmon UI、lwext4、partition、SQLite 等等。

² 外设库与驱动类软件包：RealTek RTL8710BN SDK。

² 其他。