实时操作系统应用技术 课件 RTOS-第01章-课程导引+RTOS的基本概念与线程基础知识.pptx

RTOS1.1实时操作0系统的基本含义课程导引第1章RTOS的基本概念与线程基础知识1.2RTOS中的基本概念1.3线程的三要素、四种状态及三种基本形式1.4本章小结

RTOS课程导引1．学什么？第1页共27页本课程以国产实时操作系统RT-Thread为蓝本，阐述RTOS的应用与原理。教材：王宜怀等编著，实时操作系统应用技术：基于RT-Thread与ARM的编程实践，机械工业出版社，2024年4月。（内含硬件板，定价89.90元，网上折扣后为70元左右。）

RTOS全书包含基础应用篇（1~6章）、综合实践篇（7~8章）、原理剖析篇（9章）三大部分，只做实时操作系统下应用开发，可只阅读基础应用篇与综合实践篇，希望了解原理，则通读全书。电子资源下载地址：/RTwThreadwARMjc/list.htm第2页共27页

RTOS2．为什么要学？（1）实时操作系统是嵌入式人工智能与物联网终端的重要工具和运行载体；（2）随着微型计算机技术的不断发展，RAM、Flash空间变大，价格降低，RTOS将逐步成为标准配置；（3）使用RTOS，可以把一个大工程分解成一个一个小工程，RTOS为应用编程提供服务，方便应用程序开发、维护与程序移植。第3页共27页

RTOS3．如何学？—“勤”（1）学习过程：课前预习：花20分钟左右浏览课本；听课：带好纸质和笔，脑手联动；课后：及时看书、梳理札记、完成作业，当天完成当天任务；实验：勤动手；期中、期末复习：收拢知识；（2）电子札记：按照模板，严格遵守排版格式，及时梳理知识要点；（3）勤问：学问学问，一要学，二要问，要克服“不问”之惯性，问老师、问同学。第4页共27页

RTOS嵌入式系统，即嵌入式计算机系统，它是不以计算机形式出现的“计算机”。这类计算机隐含在各种具体产品之中，在这些产品中，计算机程序发挥关键核心作用。嵌入式处理器按其应用范围可以分为电子系统智能化（微控制器MCU）和计算机应用延伸（应用处理器MAP）两大类。1.1实时操作系统的基本含义1.1.1无操作系统与实时操作系统第5页共27页

RTOS1．无操作系统下程序运行流程无操作系统（NoOperatingSystem，NOS）的嵌入式系统中，在系统复位后，首先进行堆栈、中断向量、系统时钟、内存变量、部分硬件模块等初始化工作，然后进入“无限循环”，在这个无限循环中，CPU一般根据一些全局变量的值决定执行各种功能程序（线程），这是第一条运行路线。若发生中断，将响应中断，执行中断服务例程（InterruptServiceRoutines，ISR），这是第二条运行路线，执行完ISR后，返回中断处继续执行。从操作系统的调度功能角度理解，NOS中的主程序，可以被简单地理解为一个RTOS内核，这个内核负责系统初始化和调度其它线程。注：NOS实例演示（..\03-Software\CH02\NOS）第6页共27页

RTOS2．RTOS下程序运行流程本书主要阐述面向嵌入式人工智能与物联网领域的实时操作系统（RTOS）的应用方法与原理。在基于RTOS的编程模式下，同样有两条线路：一条是线程线，编程时把一个较大工程分解成几个较小的工程（被称为线程或任务），有个调度者负责这些线程的执行；另一条线路是中断线，与NOS情况一致，若发生中断，将响应中断，执行中断服务程序（ISR），然后返回中断处继续执行。注：RT-Thread实例演示（..\03-Software\CH02\NOSRT-Thread）第7页共27页

RTOS3．RTOS的基本功能线程管理与调度、线程间的同步与通信、存储管理、时间管理、中断管理等。4．RTOS的应用场合将成为未来MCU应用开发的标准配置。（选择具体的RTOS时，注意避免收费陷阱）第8页共27页

RTOS1.1.2实时操作系统与非实时操作系统嵌入式操作系统有实时与非实时之分。应用处理器使用的嵌入式操作系统EOS对实时性要求不高，主要关心功能，这类操作系统主要有标准鸿蒙、Android、iOS、嵌入式Linux等。（多进程操作系统）而以微控制器为核心的嵌入式系统，期望能够在较短的确定时间内完成特定的系统功能或中断响应，应用于这类系统中的操作系统就是实时操作系统，这类操作系统主要有RT-Thread、轻量级鸿蒙、μC/OS、MQX、FreeRTOS等。（单进程操作系统）第9页共27页

RTOS1.2RTOS中的基本概念1.2.1线程与调度的基本含义1．线程的基本含义（重点）线程是RTOS中最重要概念之一。在RTOS下，把一个复杂的嵌入式应用工程按一定规则分解成一个个功能清晰的小工程，然后设定各个小工程的运行规则，交给RTOS管理，这就是基于RTO