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FreeRTOS

FreeRTOS是一个热门的[3]嵌入式装置用即时作业系统核心[4][5]，它于2003年由Richard Barry设计，并已被经成功移植到35种不同的微控制器上[6]。FreeRTOS采用MIT许可证授权。

FreeRTOS
开发者Real Time Engineers Ltd.
作业系统家族实时操作系统
运作状态活跃
源码模式可取得原代码
当前版本
  • 202212.01（2023年3月4日；稳定版本）[1]
  • 202210.01-LTS（2022年11月18日；长期支援）[2]
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市场取向嵌入式设备
支援平台ARM (ARM7, ARM9, Cortex-M3, ARM Cortex-M4, Cortex-A), Atmel AVR, AVR32（英语：AVR32）, HCS12（英语：HCS12）, MicroBlaze（英语：MicroBlaze）, Cortus（英语：Cortus） (APS1, APS3, APS3R, APS5, FPF3, FPS6, FPS8), MSP430, PIC, Renesas H8/S, SuperH, RX, x86, 8052, Coldfire（英语：Freescale ColdFire）, V850（英语：V850）, 78K0R, Fujitsu MB91460 series, Fujitsu MB96340 series, Nios II, Cortex-R4, TMS570, RM4x
内核类别微内核
许可证MIT许可证
官方网站www.freertos.org
仓库
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实作

FreeRTOS的设计小巧且简易，整个核心程式码只有3到4个C档案，为了让程式码容易阅读、移植和维护，大部分的程式码都是以C语言编写，只有一些函式（多数是架构特定排班副程式）采用组合语言编写。

FreeRTOS提供许多方法以实现多线程（threads）、多作业（task）、互斥锁（mutex）、号志（semaphore）和软体计时器（software timer），有个为低耗电应用程式提供的无嘀嗒（tick-less）模式，执行绪的优先权管理也有支援，此外，FreeRTOS提供了四种记忆体配置的模式：

  • 仅配置（allocate only）
  • 以非常简易但快速的演算法进行配置与释放
  • 搭配记忆体合并（英语：Coalescing (computer science)），以较复杂但快速的演算法进行配置与释放
  • 搭配互斥保护，以 C 函式库配置进行配置与释放

FreeRTOS中没有一些像Linux、Microsoft Windows等典型作业系统具有的先进特征，例如装置驱动程式（英语：device drivers）、先进记忆体管理机制、使用者管理和网路管理，FreeRTOS著重在执行的简洁与速度，FreeRTOS有时会被视为是一个‘执行绪函式库’而非‘作业系统’，尽管可以找到命令列介面和类似POSIX I/O 介面的插件。

FreeRTOS实作了多执行绪，主程式会在规律的短时间区间内呼叫一个执行绪时计方法，这个方法会以循环制依照任务的优先顺序进行任务切换，一般来说，这个短时间区间介于 1/1000 秒与 1/100 秒之间，透过一个硬体时计中断来计时，但这个区间经常随著特定的应用而改变。

从FreeRTOS官网（FreeRTOS.org（页面存档备份，存于互联网档案馆））所下载到的程式码包含准备用来移植或编译的设定档和演示程式码，让使用者可以快速地进行应用程式设计。

主要特色

支援平台

相关系统

SafeRTOS

SafeRTOS的功能和FreeRTOS类似，但是是为实现安全关键系统所设计。FreeRTOS的机能模型经过完全的HAZOP，其机能模型及API因为使用者误用或是硬体失效造成的弱点都已经识别且修正。最后的需求经过完整IEC 61508 SIL 3开发生命周期来实现，也是只有软体的元件可以达到的最高等级。

SafeRTOS是由WITTENSTEIN high integrity systems开发，原开发者 Real Time Engineers Ltd 为其合作伙伴[7]。SafeRTOS和FreeRTOS有相同的排程演算法，相似的API，其他方面也相当类似[8]，不过是因为不同的目标而设计的[9]。SafeRTOS只用C语言进行开发，以符合IEC61508的认证需求[10]。

在作业系统中，SafeRTOS有其独特的地方，是只需要放在微处理器中的唯读记忆体（ROM）即可，因此可以进行IEC61508或是其他安全或是可靠度相关的完整软体及硬体预认证[11]。若是放在唯读记忆体中，SafeRTOS代码只能依照原始的组态来执行，因此用这套作业系统的设备的认证测试，不需在安全认证中重新测试其开发的程式[12]。

德州仪器会针对其TI Stellaris系列的部份MCU的ROM里加上SafeRTOS[13]，因此客户可以将SafeRTOS用在商业应用中，而不用采购其原代码。在这种使用方式下，会提供一个简单的C语言标头档将SafeRTOS的API函式对映于其在ROM中对应位置内。这种将SafeRTOS放在唯读记忆体的作法相当理想，因为其中的程式不会被修改，去除了使用者的错误，也确保在专案开发过程中，SafeRTOS部份的程式都和认证时的相同。

OpenRTOS

OpenRTOS也是和FreeRTOS有关的专案，其代码和FreeRTOS完全相同，但是其授权及收费方式不同。OpenRTOS是由WITTENSTEIN Aerospace and Simulation Ltd提供的软体，其授权要求移除了所有参考GNU通用公共许可证的内容。OpenRTOS是商业软体，需购买后才能使用，也没有上述的授权要求，购买OpenRTOS的客户也可以获得完整的技术支援[14]。

参见

参考资料

  1. ^ FreeRTOSv202212.01 Latest. 2023年3月4日 [2023年8月8日]. 
  2. ^ 202210.01-LTS (November 2022). 2022年11月18日 [2023年8月19日]. 
  3. ^ 2011 Embedded Market Study. EE Times. [2016-08-12]. （原始内容存档于2012-04-02）. 
  4. ^ Kolesnki, Sergey. Comparing microcontroller real-time operating systems. 2013-12-08 [2016-08-12]. （原始内容存档于2016-08-20）. A kernel is not an RTOS, but this can be a confusing issue because of the inappropriate naming chosen for some popular kernels, ‘freeRTOS’ for example. 
  5. ^ Why RTOS and What Is RTOS?. [29 August 2014]. （原始内容存档于2016-08-07）. What is FreeRTOS? … The size constraints, and dedicated end application nature, rarely warrant the use of a full RTOS implementation - or indeed make the use of a full RTOS implementation possible. FreeRTOS therefore provides the core real time scheduling functionality, inter-task communication, timing and synchronisation primitives only. This means it is more accurately described as a real time kernel, or real time executive. … 
  6. ^ Official Website. [2016-08-12]. （原始内容存档于2016-08-15）. 
  7. ^ FreeRTOS. [8 Aug 2012]. （原始内容存档于2016-08-15）. 
  8. ^ SmartBotPaper (PDF). [8 Aug 2012]. （原始内容 (PDF)存档于2012-07-04）. 
  9. ^ Relationship between FreeRTOS and SAFERTOS. [2016-08-12]. （原始内容存档于2016-08-19）. 
  10. ^ EETimesSafetyCritical. [8 Aug 2012]. （原始内容存档于2011-04-30）. 
  11. ^ Embedded Systems Design Europe. [2012-08-10]. （原始内容存档于2012-10-23）. 
  12. ^ Texas Instruments (PDF). [2012-09-10]. （原始内容 (PDF)存档于2013-07-04）. 
  13. ^ TI Stellaris Product range. [2016-12-30]. （原始内容存档于2013-01-04）. 
  14. ^ OpenRTOS. [2016-08-12]. （原始内容存档于2014-10-28）. 

外部链接

 
维基共享资源上的相关多媒体资源：FreeRTOS
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