从裸机调度过渡到RTOS的注意事项

实时操作系统已经成为许多嵌入式系统中的关键组件，从裸机调度过渡到RTOS可能是一件棘手的事情。这里有七个小技巧可以帮助嵌入式开发人员更轻松地完成过渡。

1、首先规划你的架构

如果你从未使用过UML或者对软件架构不感兴趣，现在是时候学习一下了。 使用RTOS时，开发人员仔细考虑每项任务、同步和通信机制是至关重要的。这些细节不能仅仅存储在工程师的头脑中，而是需要以图表的形式记录下来，以便在需要时可以查看和更新。开发一个基于RTOS的应用程序会很快变得复杂，考虑清楚应用程序的行为是很重要的。  

2、仔细跟踪内存的使用情况

与开发裸机应用程序不同，RTOS任务和同步结构会很快耗尽资源受限设备中的内存。开发人员需要非常小心地监控内存，并跟踪内存的去向。

创建几个任务、几个信号量和互斥体，却发现malloc因为所有堆空间都已被使用而失败，这种情况并不罕见。

3、预先创建所有的任务

RTOS为嵌入式开发人员提供了广泛的功能，例如创建任务和销毁任务的能力。关心内存使用的开发人员可能倾向于只在需要时创建任务，然后在任务完成后销毁它们。虽然这在概念上很棒，但在资源受限的系统中，通常没有复杂的堆管理器可以处理堆碎片。结果可能是一个碎片堆，在程序执行过程中的某个时刻突然没有内存可以分配。 建议在系统初始化期间创建所有使用堆的对象。结果似乎是静态分配的对象，如果存在内存问题，该问题将在系统启动时显现出来。

4、尽量不要关闭堆栈保护

裸机开发者通常痴迷于编写尽可能高效的代码。意识到存在使用时钟周期的堆栈监视器成为优化和移除的诱人目标。尽量不要这样做!

堆栈监视器用于检测堆栈溢出和其他与堆栈相关的问题。虽然它确实使用了几个时钟周期，但好处远远超过了性能成本。　

5、优化任务堆栈

不要依赖默认的堆栈大小。在许多RTOS中，任务的默认堆栈大小大约是0x200。这通常是堆栈深度，而不是使用的字节数!仅仅是一个闪烁的LED的任务就可能使用了整整千字节的堆空间! 嵌入式开发人员确保执行最坏情况堆栈分析，并适当地确定每个任务堆栈的大小。从长远来看，这将有助于节省内存!

6、启动RTOS感知调试

现代微控制器有一些非常酷的调试功能，如实时跟踪和RTOS感知调试。在微控制器和RTOS中启用这些功能。它们将允许开发人员跟踪哪些任务运行了多长时间，以什么顺序运行，并且可以帮助识别许多与RTOS相关的常见问题。

7、仔细选择任务优先级

预先开发一个软件非常有用的一个原因是，它提供了系统中发生的所有事情的大画面。有了这个大图，决定系统中每个任务的优先级就变得更容易了。必须仔细选择优先级，以确保任务不会耗尽CPU时间，并确保系统中不会出现优先级反转等问题。  

8、最后

使用RTOS对嵌入式开发人员来说是非常有益的，并且有助于加快开发周期。许多中间件、库和框架依赖于RTOS，掌握RTOS确实是非常有必要的一件事。

编辑：黄飞