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嵌入式开发中RTOS和裸奔的优势分析

来源:www.pxwy.cn 发布人:云朵

2021-12-04 09:45:18|已浏览:262次

嵌入式开发中RTOS和裸奔的优势分析

    嵌入式开发,RTOS比裸奔的优势在哪?

第一、并发性

    程序并发工作效率低在写裸机软件时,不可避免的在主程序中会有一个超级大的 while(1) 循环,这里面几乎包含整个项目的所有业务逻辑。因为每个业务逻辑里面都会有 delay 这样的循环等待函数,这样导致了所有的业务逻辑几乎都是串行起来工作的。这个时候 CPU 就会有很多时间都浪费在了延时函数里,一直在空转,导致软件的并发效率非常差。

第二、模块化:高内聚、低耦合的原则

    从软件工程的角度,我们在做软件开发时,都会强调高内聚、低耦合的原则。而裸机的模块化开发难度非常大,模块间的耦合较重,这也导致了无法在大型项目使用裸机来开发。
    还是刚才 main 函数中大 while(1) 的例子,可以想象到那么多功能都紧紧的挤在一个函数里,不可拆分,模块化开发的困难重重。
    举一个非常贴切的例子,在一些使用看门狗的项目中,如果使用 delay 延时函数,那得注意点,万一延时过长,主函数来不及喂狗,看门狗就被触发了。最后会产生这样一种感觉,一个简简单单的 delay 还得考虑喂狗功能,裸机开发时操的心太多了,自然无法应用在大型项目中。

第三、生态:很多高级软件组件,必须依赖于操作系统来实现

    比如说,我前些年开源过一个基于 FreeModbus 的 Modbus 主机协议栈,因为要考虑各个平台适配问题,原本计划支持各种各样的操作系统,甚至是裸机平台。在各个操作系统上的适配都非常容易,但再去尝试着适配裸机时,发现难度重重,有一些函数在裸机上实现起来非常复杂,而且针对于不同的裸机环境,几乎没有通用性可言,太耗费精力了。所以我最终就放弃了裸机适配,一直到现在,在裸机上还是没法用这个 Modbus 主机协议栈。
    还有一些软件无法运行在裸机上,比如:乐鑫、Realtek、 ti 和 联发科 提供的 WIFi SOC SDK ,一些蓝牙 SOC 的 SDK 也都是只支持操作系统,所以,如果你不了解、不会使用操作系统,这些芯片也就玩不转了。

第四、实时性:功能复杂的情况下,实时性无法保证

    软件的实时性在一些领域会有一定的要求,软件的每个步骤必须在指定的时间被触发。工控领域就是最常见到的场景,如果实时性无法保证,机械设备可能就无法按照指定时序要求去动作,以至于发生机械事故,甚至会威胁到人的生命。回过来接着看裸机软件,如果软件变得庞大以后,可以想象到,主程序中那么大的一个 while(1) 循环,代码耦合严重,到处都是 delay 延时,要保证实时性几乎是不可能的。

第五、可重用性:软件可重用性差,总是重复造轮子

    可重用性与模块化程度有直接的关系。相信大家每个人在工作中都不想做很多重复性的工作,同样在写代码时,也想着尽可能少写一些功能相似的代码。但在这个嵌入式碎片化极其严重的时代,各式各样的芯片,想要让同样的代码,在裸机环境下同时适配不同的硬件,难度非常大。这样也就导致了裸机的代码会过多的依赖于底层硬件,重复造轮子的过程也就不可避免。

    本文由培训无忧网达内教育课程顾问老师整理发布,更多课程信息可关注嵌入式开发培训或添加老师微信:15033336050

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