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嵌入式開發(fā)中RTOS和裸奔的優(yōu)勢分析

來源:m.universityresearchassociates.com 發(fā)布人:云朵

2021-12-04 09:45:18|已瀏覽:207次

嵌入式開發(fā)中RTOS和裸奔的優(yōu)勢分析

    嵌入式開發(fā),RTOS比裸奔的優(yōu)勢在哪?

第一、并發(fā)性

    程序并發(fā)工作效率低在寫裸機(jī)軟件時(shí),不可避免的在主程序中會(huì)有一個(gè)超級(jí)大的 while(1) 循環(huán),這里面幾乎包含整個(gè)項(xiàng)目的所有業(yè)務(wù)邏輯。因?yàn)槊總(gè)業(yè)務(wù)邏輯里面都會(huì)有 delay 這樣的循環(huán)等待函數(shù),這樣導(dǎo)致了所有的業(yè)務(wù)邏輯幾乎都是串行起來工作的。這個(gè)時(shí)候 CPU 就會(huì)有很多時(shí)間都浪費(fèi)在了延時(shí)函數(shù)里,一直在空轉(zhuǎn),導(dǎo)致軟件的并發(fā)效率非常差。

第二、模塊化:高內(nèi)聚、低耦合的原則

    從軟件工程的角度,我們在做軟件開發(fā)時(shí),都會(huì)強(qiáng)調(diào)高內(nèi)聚、低耦合的原則。而裸機(jī)的模塊化開發(fā)難度非常大,模塊間的耦合較重,這也導(dǎo)致了無法在大型項(xiàng)目使用裸機(jī)來開發(fā)。
    還是剛才 main 函數(shù)中大 while(1) 的例子,可以想象到那么多功能都緊緊的擠在一個(gè)函數(shù)里,不可拆分,模塊化開發(fā)的困難重重。
    舉一個(gè)非常貼切的例子,在一些使用看門狗的項(xiàng)目中,如果使用 delay 延時(shí)函數(shù),那得注意點(diǎn),萬一延時(shí)過長,主函數(shù)來不及喂狗,看門狗就被觸發(fā)了。最后會(huì)產(chǎn)生這樣一種感覺,一個(gè)簡簡單單的 delay 還得考慮喂狗功能,裸機(jī)開發(fā)時(shí)操的心太多了,自然無法應(yīng)用在大型項(xiàng)目中。

第三、生態(tài):很多高級(jí)軟件組件,必須依賴于操作系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)

    比如說,我前些年開源過一個(gè)基于 FreeModbus 的 Modbus 主機(jī)協(xié)議棧,因?yàn)橐紤]各個(gè)平臺(tái)適配問題,原本計(jì)劃支持各種各樣的操作系統(tǒng),甚至是裸機(jī)平臺(tái)。在各個(gè)操作系統(tǒng)上的適配都非常容易,但再去嘗試著適配裸機(jī)時(shí),發(fā)現(xiàn)難度重重,有一些函數(shù)在裸機(jī)上實(shí)現(xiàn)起來非常復(fù)雜,而且針對于不同的裸機(jī)環(huán)境,幾乎沒有通用性可言,太耗費(fèi)精力了。所以我最終就放棄了裸機(jī)適配,一直到現(xiàn)在,在裸機(jī)上還是沒法用這個(gè) Modbus 主機(jī)協(xié)議棧。
    還有一些軟件無法運(yùn)行在裸機(jī)上,比如:樂鑫、Realtek、 ti 和 聯(lián)發(fā)科 提供的 WIFi SOC SDK ,一些藍(lán)牙 SOC 的 SDK 也都是只支持操作系統(tǒng),所以,如果你不了解、不會(huì)使用操作系統(tǒng),這些芯片也就玩不轉(zhuǎn)了。

第四、實(shí)時(shí)性:功能復(fù)雜的情況下,實(shí)時(shí)性無法保證

    軟件的實(shí)時(shí)性在一些領(lǐng)域會(huì)有一定的要求,軟件的每個(gè)步驟必須在指定的時(shí)間被觸發(fā)。工控領(lǐng)域就是最常見到的場景,如果實(shí)時(shí)性無法保證,機(jī)械設(shè)備可能就無法按照指定時(shí)序要求去動(dòng)作,以至于發(fā)生機(jī)械事故,甚至?xí){到人的生命;剡^來接著看裸機(jī)軟件,如果軟件變得龐大以后,可以想象到,主程序中那么大的一個(gè) while(1) 循環(huán),代碼耦合嚴(yán)重,到處都是 delay 延時(shí),要保證實(shí)時(shí)性幾乎是不可能的。

第五、可重用性:軟件可重用性差,總是重復(fù)造輪子

    可重用性與模塊化程度有直接的關(guān)系。相信大家每個(gè)人在工作中都不想做很多重復(fù)性的工作,同樣在寫代碼時(shí),也想著盡可能少寫一些功能相似的代碼。但在這個(gè)嵌入式碎片化極其嚴(yán)重的時(shí)代,各式各樣的芯片,想要讓同樣的代碼,在裸機(jī)環(huán)境下同時(shí)適配不同的硬件,難度非常大。這樣也就導(dǎo)致了裸機(jī)的代碼會(huì)過多的依賴于底層硬件,重復(fù)造輪子的過程也就不可避免。

    本文由培訓(xùn)無憂網(wǎng)達(dá)內(nèi)教育課程顧問老師整理發(fā)布,更多課程信息可關(guān)注嵌入式開發(fā)培訓(xùn)或添加老師微信:15033336050

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