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嵌入式開發(fā)中RTOS和裸奔的優(yōu)勢分析

來源:elsolbar.com 發(fā)布人:云朵

2021-12-04 09:45:18|已瀏覽:258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軟件時,不可避免的在主程序中會有一個超級大的 while(1) 循環(huán),這里面幾乎包含整個項目的所有業(yè)務邏輯。因為每個業(yè)務邏輯里面都會有 delay 這樣的循環(huán)等待函數(shù),這樣導致了所有的業(yè)務邏輯幾乎都是串行起來工作的。這個時候 CPU 就會有很多時間都浪費在了延時函數(shù)里,一直在空轉(zhuǎn),導致軟件的并發(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,都會強調(diào)高內(nèi)聚、低耦合的原則。而裸機的模塊化開發(fā)難度非常大,模塊間的耦合較重,這也導致了無法在大型項目使用裸機來開發(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函數(shù)里,不可拆分,模塊化開發(fā)的困難重重。
    舉一個非常貼切的例子,在一些使用看門狗的項目中,如果使用 delay 延時函數(shù),那得注意點,萬一延時過長,主函數(shù)來不及喂狗,看門狗就被觸發(fā)了。最后會產(chǎn)生這樣一種感覺,一個簡簡單單的 delay 還得考慮喂狗功能,裸機開發(fā)時操的心太多了,自然無法應用在大型項目中。

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

    比如說,我前些年開源過一個基于 FreeModbus 的 Modbus 主機協(xié)議棧,因為要考慮各個平臺適配問題,原本計劃支持各種各樣的操作系統(tǒng),甚至是裸機平臺。在各個操作系統(tǒng)上的適配都非常容易,但再去嘗試著適配裸機時,發(fā)現(xiàn)難度重重,有一些函數(shù)在裸機上實現(xiàn)起來非常復雜,而且針對于不同的裸機環(huán)境,幾乎沒有通用性可言,太耗費精力了。所以我最終就放棄了裸機適配,一直到現(xiàn)在,在裸機上還是沒法用這個 Modbus 主機協(xié)議棧。
    還有一些軟件無法運行在裸機上,比如:樂鑫、Realtek、 ti 和 聯(lián)發(fā)科 提供的 WIFi SOC SDK ,一些藍牙 SOC 的 SDK 也都是只支持操作系統(tǒng),所以,如果你不了解、不會使用操作系統(tǒng),這些芯片也就玩不轉(zhuǎn)了。

第四、實時性:功能復雜的情況下,實時性無法保證

    軟件的實時性在一些領域會有一定的要求,軟件的每個步驟必須在指定的時間被觸發(fā)。工控領域就是最常見到的場景,如果實時性無法保證,機械設備可能就無法按照指定時序要求去動作,以至于發(fā)生機械事故,甚至會威脅到人的生命;剡^來接著看裸機軟件,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 while(1) 循環(huán),代碼耦合嚴重,到處都是 delay 延時,要保證實時性幾乎是不可能的。

第五、可重用性:軟件可重用性差,總是重復造輪子

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

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