告別內(nèi)存焦慮！最適合小RAM MCU的RTOS，來(lái)了！
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BasicOS 是一個(gè)面向小內(nèi)存嵌入式系統(tǒng)（如 8KB RAM MCU）的輕量級(jí)、協(xié)作式 RTOS，它的最大特點(diǎn)是 共享?xiàng)＜夹g(shù)。以下是對(duì)你提供內(nèi)容的整理和總結(jié)，方便你理解和介紹該操作系統(tǒng)：
什么是 BasicOS？
BasicOS 是一個(gè)簡(jiǎn)潔、高效的 協(xié)作式內(nèi)核 RTOS（非搶占式），專(zhuān)門(mén)為 RAM 極其緊張的嵌入式平臺(tái)設(shè)計(jì)，尤其適用于 8KB~20KB RAM 的 MCU。
核心理念：
簡(jiǎn)單
易用
極低資源占用
強(qiáng)調(diào)開(kāi)發(fā)友好性
為什么開(kāi)發(fā) BasicOS？
背景項(xiàng)目：
在開(kāi)發(fā) BasicOS 之前，作者曾開(kāi)發(fā)過(guò) EventOS 和 EventOS Nano，它們以 事件驅(qū)動(dòng)、控制反轉(zhuǎn)、OOP 等理念為核心，雖然資源占用極低，但 上手難度較高。
問(wèn)題：
很多嵌入式工程師難以掌握事件驅(qū)動(dòng)模型
閱讀和維護(hù)事件驅(qū)動(dòng)代碼成本較高
RTOS 占用 RAM 高，不適用于小 RAM 芯片
解決方案：
借助網(wǎng)友“光哥”的建議，作者引入了 “共享?xiàng)！奔夹g(shù)，在協(xié)作式 RTOS 模型下大大節(jié)省內(nèi)存。
什么是共享?xiàng)＃?/span>
傳統(tǒng) RTOS：
每個(gè)任務(wù)分配獨(dú)立?？臻g，占用大量 RAM。
BasicOS：
所有任務(wù)共享一個(gè)物理?xiàng)^(qū)，在任務(wù)切換時(shí)：
收縮并保存 當(dāng)前任務(wù)的堆棧
擴(kuò)展并恢復(fù) 下一個(gè)任務(wù)的堆棧
特點(diǎn)：
顯著節(jié)省 RAM
切換過(guò)程多了內(nèi)存復(fù)制，犧牲了一點(diǎn)性能
適合任務(wù)數(shù)少、對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高的系統(tǒng)
為什么使用協(xié)作式內(nèi)核？
協(xié)作式（Cooperative）特點(diǎn)：
任務(wù)主動(dòng)釋放 CPU
沒(méi)有資源競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題
調(diào)試簡(jiǎn)單，邏輯可控
相比搶占式（Preemptive）：
并發(fā)問(wèn)題更少
更適合大多數(shù)非硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)
響應(yīng)時(shí)間可達(dá) <10ms，足以滿(mǎn)足大部分產(chǎn)品
BasicOS 的技術(shù)特點(diǎn)
特性 | 描述 |
協(xié)作式調(diào)度 | 無(wú)搶占，任務(wù)必須主動(dòng)讓出 CPU |
共享任務(wù)棧 | 多個(gè)任務(wù)使用一個(gè)棧區(qū)，降低 RAM 占用 |
Export 機(jī)制 | 每個(gè)任務(wù)只占用 16 字節(jié)內(nèi)存，通過(guò) bos_task_export 宏定義任務(wù) |
不支持 FPU | 為降低占用，默認(rèn)不支持浮點(diǎn)運(yùn)算，需在 MDK 中關(guān)閉 FPU 配置 |
可擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)施 | 支持加入消息隊(duì)列、信號(hào)量等 RTOS 基礎(chǔ)設(shè)施 |
計(jì)劃與 EventOS 結(jié)合 | 將事件驅(qū)動(dòng)與共享?xiàng)＞€程模型結(jié)合，提升系統(tǒng)靈活性 |
CMSIS-RTOS 適配中 | 支持 CMSIS 標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)劃加入 eLab 平臺(tái) |
示例代碼
主函數(shù)初始化：
int main(void){
bsp_init(); // 初始化外設(shè)
static uint8_t stack[4096];
basic_os_init(stack, sizeof(stack)); // 初始化 BasicOS（分配共享?xiàng)＃?br/> basic_os_run(); // 啟動(dòng) BasicOS
return 0;
}
任務(wù)定義方式（通過(guò)宏導(dǎo)出）：
static void task_entry_led(void){ while (1)
{
bos_delay_ms(500); // 任務(wù)延遲
bos_delay_ms(500);
}
}
bos_task_export(led, task_entry_led, 2, NULL); // 注冊(cè)任務(wù)，優(yōu)先級(jí)為2
SysTick 中斷（用于系統(tǒng)心跳）：
void SysTick_Handler(void){
bos_tick(); // 系統(tǒng)時(shí)間推進(jìn)}
項(xiàng)目目錄結(jié)構(gòu)說(shuō)明
路徑 | 說(shuō)明 |
BasicOS/basic_os.c | 內(nèi)核核心實(shí)現(xiàn) |
BasicOS/basic_os.h | 內(nèi)核頭文件 |
01_basic_os_iar/ | 針對(duì) IAR 的 Cortex-M0 示例 |
02_basic_os_mdk/ | 針對(duì) MDK 的 Cortex-M0 示例 |
總結(jié)
BasicOS 是一個(gè)非常適合 極小 RAM 嵌入式平臺(tái) 的協(xié)作式操作系統(tǒng)，它通過(guò)共享任務(wù)棧技術(shù)，將任務(wù)切換的 RAM 成本壓縮到極致，適合低資源、低實(shí)時(shí)性需求的項(xiàng)目。它的出現(xiàn)，為那些無(wú)法使用主流 RTOS 的 MCU 提供了新思路。
開(kāi)源網(wǎng)站：
https://gitee.com/event-os/basic-os
評(píng)論