实时操作系统UCOS-II,学会RTOS给你的身价增值
UCOS-II-II、FreeRTOS、RTX四大RTOS系统性能对比
UCOS-II/II、FreeRTOS、RTX四大RTOS系统性能对比大家好，感谢社区提供的板卡。
这次的使用对象是安富莱的STM32-V6板卡。
由于之前用过安富莱的V4板卡，所以安富莱给我留下了很深的印象，他们开发板的资料很过硬，售后完善，线上QQ技术支持也很给力，作为学习，确实是一款很不错的板卡。
唯一的是，安富莱很少出视频，其主要是编写PDF教学手册和程序例程。
另外他们的按键检测代码，很紧凑，有单发、连发、长按、短按、上升沿触发、下降沿触发等功能，是我见到最棒的按键检测代码。
STM32-V6是一款基于STM32F429单片机的开发板，整板采用4层板设计，本次选择它的目的，除了测试其能做常用外设开发驱动，安富莱还对它做了一个示波器的例程。
虽然示波器的性能不强，但是去十分有意思。
另外其支持VNC虚拟屏幕功能。
开发者可以不用LCD显示屏幕，直接使用PC屏幕作为自己的开发板屏幕，十分方便。
所以这个板子真的很强大。
拿到板子，在我查看他们的网络示波器例程后，发现安富莱只做了基于RTX的例程，并没有做基于uCOS、FreeRTOS的例程，这样我感到很奇怪。
因为安富莱的每个例程都会做三个OS版本，唯独这个例程却只制作了一个基于RTX的。
他们的技术支持回复是：“FreeRTOS的性能不行，所以对这个网络示波器的的应用来说，没有制作这方面的例程”，这让我感到很疑惑，FreeRTOS作为一款开源RTOS，性能真有这么差么？到底他们之间的差距又有多大？所以才有这次做UCOS-II、UCOS-III、FreeRTOS、RTX系统性能对比测试，本次我只是站在一个使用者的角度，测试四个RTOS单一的系统调度性能。
尽量使4个RTOS处在同一水平上测试：l 使用相同的硬件平台和相同的资源l 单片机都使用相同的主频，只是单片机的Uart资源。
ucOS-II 入门教程好好学
嵌入式实时操作系统μC/OS-II讲座北华大学任哲2006 广州为什么要学习μC/OS-II一.凡从事嵌入式系统开发工作的人，必须对嵌入式操作系统有足够的了解。
二.对于初学者，从μC/OS-II开始是个明智的选择。
1. μC/OS-II麻雀虽小，却五脏基本全（它是个微内核）。
2.可以学习实时系统的一些编程技巧。
3.可以把在学校中学到的操作系统抽象概念具体化。
4.具有很强的实用性。
5.学习数据结构应用的好例子。
讲座的主要内容一.计算机操作系统的基本概念二.操作系统中常用的数据结构三.并发操作系统的概念四.任务的要素五. μC/OS-II的任务管理（任务调度）六. μC/OS-II的中断和时钟七. μC/OS-II的任务的同步与通信八. μC/OS-II的存储管理九.硬件抽象层和测试台什么是计算机操作系统（Operating System，OS）•操作系统是一种为应用程序提供服务的系统软件，是一个完整计算机系统的有机组成部分。
•从层次来看，操作系统位于计算机硬件之上，应用软件之下。
所以也把它叫做应用软件的运行平台。
•它在计算机应用程序与计算机硬件系统之间，屏蔽了计算机硬件工作的一些细节，并对系统中的资源进行有效的管理。
•通过提供函数（应用程序接口（API ）），从而使应用程序的设计人员得以在一个友好的平台上进行应用程序的设计和开发，大大地提高了应用程序的开发效率。
计算机操作系统的作用从用户的角度来看，它就是一大堆函数（API 和系统函数），用户可以调用（普通调用或系统调用）它们来对系统资源进行操作。
计算机硬件用汇编语言编写的硬件抽象层高级语言的接口应用软件操作系统操作系统计算机操作系统的功能处理器的管理存储管理网络和通信的管理I/O 设备管理文件管理任务管理任务表存储分配表文件目录设备表总之，需要一大堆表的数据结构（数组）数组1。
同一数据类型数据的集合；2。
占用连续内存空间；3。
其中的所有元素名称都相同，但每个元素都有一个编号；4。
实验一 uCOS-II的移植
实验一uC/OS-II的移植1.实验目的（1）理解uCOS-II实时内核的工作原理；（2）熟悉uCOS-II在XS128上的移植过程；（3）掌握uCOS-II移植的细节。
2.实验任务（1）观察示例程序中的代码，体会实时操作系统与前后台程序的不同之处。
（2）完成由前后台程序编程到基于实时操作系统编程的思想转变。
3.预习要求（1）参考《嵌入式实时操作系统uCOS-II》（第2版），熟悉uCOS-II各模块的基本工作原理。
（2）参考《单片机与嵌入式系统开发方法》第9章内容以及《uCOS-II移植说明文档》。
熟悉uCOS-II在XS128上的移植过程。
4.实验步骤（1）打开示例程序，观察程序结构。
（2）识别出哪些是与硬件无关的文件，哪些是移植需要修改和添加的文件。
（3）打开OS_CPU.H文件，该文件定义CPU的数据类型，定义相关的宏。
打开OS_CPU_C文件，分析文件里各个函数的作用。
这两个文件是与CPU特性有关的文件。
（4）分别打开OS_CFG.H, INCLUDES.H. OS_CFG.H这三个文件，了解这三个文件的作用。
用户根据自己的应用系统来定制合适的内核服务功能.包括两个文件:OS_CFG.H, INCLUDES.H. OS_CFG.H是来配置内核, 用户根据需要对内核进行定制, 留下需要的部分, 去掉不需要的部分, 设置系统的基本情况. 比如系统可提供的最大任务数量, 是否定制邮箱服务, 是否需要系统提供任务挂起功能, 是否提供任务优先级动态改变功能等等；头文件INCLUDES.H为整个实时系统程序所需要的文件,包括了内核和用户的头文件。
（5）修改.prm文件中的中断向量，将其中的ROM_C000 = READ_ONLY DATA_NEAR IBCC_NEAR 0xC000 TO 0xFEFF;改为ROM_C000 = READ_ONLYDATA_NEAR IBCC_NEAR 0xC000 TO 0xEEFF;将结尾处原有的VECTOR 0 _Startup;改为VECTOR ADDRESS 0xEFFE _Startup；再添加上VECTOR ADDRESS 0xEFF6 OSCtxSw；VECTOR ADDRESS 0xEFF0 OSTickISR两个中断向量。
嵌入式实时操作系统uCOS-II(中文版)
嵌入式实时操作系统uCOS-II(中文版)第一章：范例在这一章里将提供三个范例来说明如何使用µC/OS-II。
笔者之所以在本书一开始就写这一章是为了让读者尽快开始使用µC/OS-II。
在开始讲述这些例子之前，笔者想先说明一些在这本书里的约定。
这些例子曾经用Borland C/C++ 编译器（V3.1）编译过，用选择项产生Intel/AMD80186处理器（大模式下编译）的代码。
这些代码实际上是在Intel Pentium II PC （300MHz）上运行和测试过，Intel Pentium II PC可以看成是特别快的80186。
笔者选择PC做为目标系统是由于以下几个原因：首先也是最为重要的，以PC做为目标系统比起以其他嵌入式环境，如评估板，仿真器等，更容易进行代码的测试，不用不断地烧写EPROM，不断地向EPROM仿真器中下载程序等等。
用户只需要简单地编译、链接和执行。
其次，使用Borland C/C++产生的80186的目标代码（实模式，在大模式下编译）与所有Intel、AMD、Cyrix公司的80x86 CPU兼容。
1.00 安装µC/OS-II本书附带一张软盘包括了所有我们讨论的源代码。
是假定读者在80x86，Pentium，或者Pentium-II处理器上运行DOS或Windows95。
至少需要5Mb硬盘空间来安装uC/OS-II。
请按照以下步骤安装：1.进入到DOS（或在Windows 95下打开DOS窗口）并且指定C：为默认驱动器。
2.将磁盘插入到A：驱动器。
3.键入 A：INSTALL 【drive】注意『drive』是读者想要将µC/OS－II安装的目标磁盘的盘符。
INSTALL.BAT 是一个DOS的批处理文件，位于磁盘的根目录下。
它会自动在读者指定的目标驱动器中建立\SOFTWARE目录并且将uCOS-II.EXE文件从A：驱动器复制到\SOFTWARE并且运行。
嵌入式实时操作系统RTOS uCOS-II 原理及应用共115页
嵌入式实时操作系统RTOS uCOS-II 原 理及应用
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
基于STM32单片机的uCOS-II操作系统移植
第６期２０２０年１２月机电元件ＥＬＥＣＴＲＯＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳＶｏｌ ４０Ｎｏ ６Ｄｅｃ ２０２０收稿日期：２０２０－１０－２０基于ＳＴＭ３２单片机的ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ操作系统移植张中前（贵州航天电器股份有限公司，贵州贵阳，５５０００９） 摘要：网络技术和信息技术的发展，嵌入式系统应用越来越普及，嵌入式设备的应用也越来越多。
ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ广泛应用于路由器、飞行器及工业控制等。
ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ操作系统执行效率高，占用存储空间少，具有实时性及可扩展性等优点，在小型嵌入式设备中具有广泛应用。
本文介绍了基于ＡＲＭＣＯＲＴＥＸＭ３系列单片机上的ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ移植，对电子控制组件的设计具有参考作用。
关键词：实时操作系统；ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ；内存管理；任务管理；ＳＴＭ３２；移植Ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－６１３３．２０２０．０６．０１５中图分类号：ＴＮ７８４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－６１３３（２０２０）０６－００５７－０５１ 引言操作系统是裸机的第一层软件，操作系统直接运行在硬件上，上层软件通过提供应用程序接口（ＡＰＩ函数），实现对底层硬件的访问，同时，通过操作系统实现对多个上层应用软件（任务）管理，实现对硬件ＣＰＵ管理、存储管理、Ｉ／Ｏ接口管理及文件管理，如图１所示。
图１ 操作系统功能组成示意图 ＳＴＭ３２系列单片机以其优良的价格，大容量的ＦＬＡＳＨ及ＲＡＭ存储空间，极易用于较为复杂的控制系统；在ＳＴＭ３２单片机上进行ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ实时操作系统的移植，提高了产品的设计灵活性，实现较为复杂的系统功能；通过将开源的ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ移植在ＳＴＭ３２单片机上，以其较为低廉的硬件成本获得较高的使用性能，具有良好的应用前景。
２ ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ操作系统２．１ ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ操作系统的基本特征ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ是一个完整的、可移植、可固化、可剪裁的基于优先级调度的抢占式实时多任务操作系统；它能够在外界事件或数据产生时，能够接收图２ ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ文件结构示意图并以足够快的速度响应，其处理的结果又能够在规定的时间内输出，并控制所有实时任务协调、一致运行。
RTOS选择与一些价格信息
RTOS选择与一些价格信息UC/COS）μC/OS-II The real-Time Kernel ￥50,000/指定某一产品；2）μC/TCP-IP ￥90,000/指定某一产品；3）μC/FS, Basic Package - Microsoft FAT ￥37,500/指定某一产品大家可以看到授权费用也不低，虽然不是按产品销售数量收费，也是按产品类型收费的。
这是Micrium公司国内代理发给我的，所以在此建议，如果只是学习RTOS，uCOSII ，代码精简，还是相当不错的，一些概念和方法实现的也很有条理，如果做产品开发，还是建议大家不要使用它，除非有预算购买正版的，毕竟做贼不是一件光荣的事情。
VxWork收费方式一：企业按年和开发席位收费，最少3个开发席位，每席位1.4－1.5万美金/年左右，提供全部开发软开发工具和相关软件，提供电子邮件和电话服务。
如果需要开发驱动，需要另外外包，一般为1万美金左右，根据项目不同大小计算。
不限定CPU，项目等，提供相关源代码。
收费方式二：项目收费方式。
限定项目，限定指定系列CPU，提供2进制操作系统和网络协议。
CPU相关驱动，BSP 提供源代码，开发工具需要另外收费，价格为每席位3万美金左右。
收费方式三：多年一次付费，类似第一种收费方式，有较大优惠。
IAR PowerPAC价格也不低，好象加起来也要20多万带源代码更贵。
不过看其开发文档比较详细。
Keil RTL for ARMMDK带有RTX 的二进制，可以免费使用，如果要文件系统和网络协议等需要购买RTL for ARM ，带有源代码，目前售价是一个开发席位4.2W，如果跟MDK一起购买只需要4.5W，MDK 单独购买是0.8W。
没有预算的话，可以考虑一些其他开源的RTOS，如FreeRTOS，RTEMS，ECOS等等，预算不多的话可以考虑Keil的RTL for ARM (带源代码版本，包括内核，文件系统和网络协议＋MDK 目前优惠价格是 4.5W)。
常用微型结点操作系统的对比
常用微型结点操作系统的对比1、uCos-II（ucos ii）：商业和GPL双许可。
μC/OS-II是一种可移植的，可植入ROM的，可裁剪的，抢占式的，实时多任务操作系统内核。
是实现一个基于优先级调度的抢占式的实时内核，并在这个内核之上提供最基本的系统服务，如信号量，邮箱，消息队列，内存管理，中断管理等。
2、FreeRtos：和ucos-ii有部分类似，移植更方便，有赶超uCos-II的趋势，GPL许可。
相对μC/OS-II、embOS等商业操作系统，FreeRTOS操作系统是完全免费的操作系统，具有源码公开、可移植、可裁减、调度策略灵活的特点，可以方便地移植到各种单片机上运行。
FreeRTOS的内核可根据用户需要设置为可剥夺型内核或不可剥夺型内核。
当被设置为可剥夺型内核时，处于就绪态的高优先级任务能剥夺低优先级任务的CPU使用权，这样可保证系统满足实时性的要求；当FreeRTOS被设置为不可剥夺型内核时，处于就绪态的高优先级任务只有等当前运行任务主动释放CPU的使用权后才能获得运行，这样可提高CPU的运行效率。
FreeRTOS操作系统既有优点也存在不足。
其不足之处，一方面体现在系统的服务功能上，如FreeRTOS只提供了消息队列和信号量的实现，无法以后进先出的顺序向消息队列发送消息；另一方面，FreeRTOS只是一个操作系统内核，需外扩第三方的GUI(图形用户界面)、TCP／IP协议栈、FS(文件系统)等才能实现一个较复杂的系统，不像μC／OS-II可以和μC／GUI、μC／FS、μC／TCP-IP等无缝结合。
3、eCos： GPL许可。
eCos由Redhat推出的小型即时操作系统，最低编译核心可小至10K的级别，适合用于作bootloader增强，微小型系统。
此系统和嵌入式Linux系统的差异是他将操作系统做成静态连结(static library)的方式,让应用程式透过连结(linker)产生出具有操作系统的特性的应用程式。
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实时操作系统UCOS-II,学会RTOS给你的身价增值
如果，你最近关注一些嵌入式招聘职位描述，你可能会经常看到看到使用过uCOS、Vxworks、QNX等RTOS者优先。
随便打开一个20K的嵌入式开发工作职责：
你会发现熟悉RTOS的开发、移植、剪裁真的很吃香！
今天，我们就来介绍一下实时操作系统UCOS-II。
一、嵌入式操作系统概览
嵌入式操作系统的主要好处就是屏蔽了底层硬件的差别，给上层应用提供统一的接口，并管理进程调度和资源（如CPU时间、内存）分配等。
并且可以充分利用硬件资源，如在单任务时（大循环结构，如大部分51程序）遇到delay函数时，CPU在空转。
而在多任务系统，遇到delay或需等待资源时系统会自动运行下一个任务，等条件满足再回来运行先前的任务，这样就充分利用了CPU，提高了效率。
uC/OS操作系统与裸机程序的最大不同点就在于uC/OS有任务调度，可以根据任务的重要程度（优先级）优先执行重要的任务，从而确保能及时处理最重要的数据。
（所以对于一个系统有必要使用OS的判断是能否划分一个个的任务，并且各任务间的耦合很小）可以思考下裸机程序中断的时候发生的过程。
利用堆栈可以很自由的在A、B中切换，如果切换足够快，A、B看以来好像同时在执行，这就是并行，A、B就是任务。
如果这个切换操作放到定时器函数中来做，就可以严格按照时间来切换。
另外，各个任务之间有存在一定的关系，有逻辑上的先后等，必须引进全局的结构体、变量来标记一些信息，全局的这些数据是不会被释放的，所以所有的任务可以去通过读、写这些数据来实现各个程序块交流信息，实现所谓的同步、互斥。
这就是操作系统的原理，而这些不同的通信方式按功能细分就成事件管理、内存管理等。