概述
如上圖所示，裸機也叫做前后台系統，中斷屬於前台系統，while(1)循環中的叫做后台系統，任務是順序執行的。而RTOS（Real Time OS）即實時操作系統。在RTOS支持的系統中，每個任務均有一個優先級（類似前面章節的中斷搶占優先級），而當前正在運行的任務永遠都是已經就緒的最高優先級任務，如上圖中所示在裸機中假設在某種情況下需要馬上運行task4，但是卻不能夠馬上響應，需要輪到task4執行時，才可以運行，這樣就不實時了，而且使用中斷可能也不合適，因為中斷處理函數中代碼執行的代碼越少越好，也需要避免使用浮點運算，局限太大了。而實時操作系統可以通過一些任務管理的方式（搶占或掛起）讓需要優先運行的任務立即運行，除了中斷能夠打斷其他的任務都不能夠，這也是被稱為實現系統的原因，任務管理后面再進行補充。
使用實時操作系統還需要額外的ROM/RAM開銷，2～5%的CPU額外負荷，以及內核的費用，但是嵌入式實時操作系統提高了系統的可靠性；線程方式的並發任務處理，解決模塊化問題，同時保證實時性；官方提供了網絡協議棧、文件系統、圖形界面（ucGUI、emWin、QT....）的支持；嵌入式實時操作系統充分發揮了32位CPU的多任務潛力。
用RTOS做嵌入式開發的優勢
1.並發性
裸機程序並發工作效率低，不可避免的在主程序中會有一個超級大的 while(1) 循環，這里面幾乎包含整個項目的所有業務邏輯。因為每個業務邏輯里面都會有delay這樣的循環等待函數，這樣導致了所有的業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里，一直在空轉，導致軟件的並發效率非常差；
2.模塊化：高內聚、低耦合的原則
從軟件工程的角度，我們在做軟件開發時，都會強調高內聚、低耦合的原則。而裸機的模塊化開發難度非常大，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。還是剛才 main 函數中大 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里，不可拆分，模塊化開發的困難重重；
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，那得注意點，萬一延時過長，主函數來不及喂狗，看門狗就被觸發了。最后會產生這樣一種感覺，一個簡簡單單的delay還得考慮喂狗功能，裸機開發時操的心太多了，自然無法應用在大型項目中；
3.生態
很多高級軟件組件，必須依賴於操作系統來實現；
4.實時性
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。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，以至於發生機械事故，甚至會威脅到人的生命。回過來接着看裸機軟件，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，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；
5.可重用性
在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於底層硬件，重復造輪子的過程也就不可避免。
常見RTOS優勢對比
&esmp;&esmp;常見的RTOS有UCOS/FreeRTOS/RT-Thread，其中RT-Thread是國產的，它們的年限都比較長了，在市面上都有一定的知名度，用過的人比較多。
&esmp;&esmp;1. 基本功能、性能
&esmp;&esmp;各家 RTOS 差異很小，可比性並不是很大；
&esmp;&esmp;2. 易用性/可讀性
&esmp;&esmp;其中FreeRTOS做的比較差。UCOS可讀性強，注釋很全。做的最好的是RT-Thread，它是類Linux的代碼風格，面向對象的設計模式，代碼簡潔易懂。在保證了體積（最小 ROM：3K RAM：1.5K）的同時，還借鑒了 Linux 的設備驅動框架、虛擬文件系統、Shell 等功能，設計更加優雅；
&esmp;&esmp;3.組件豐富性
&esmp;&esmp;RT-Thread比起傳統UCOS、FreeRTOS 不僅僅在基礎功能上多而全，多達50個以上的可重用軟件組件，還有很多物聯網組件，對於物聯網產品幾乎做到開箱即用。RT-Thread還可以運行PythonJava、Lua 這些高級語言的腳本，進一步降低開發難度；
&esmp;&esmp;4.開發資料
&esmp;&esmp;這塊UCOS做的最好，還有配套相關的書籍，FreeRTOS屬於后起之秀，網上也有很多相關資料。RT-Thread 這塊之前還是略顯薄弱的。因此，入門RTOS最好的系統就首選UCOS。
官方網址
RT-Thread官網網址:https://www.rt-thread.org/
UCOS官網網址:https://www.micrium.com/
FreeRTOS官網網址:https://www.micrium.com/
UCOS-iii stm32f4xx keil5模板
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1A0eVfchu0kTflyypQGSTkw
提取碼：emat
復制這段內容后打開百度網盤手機App，操作更方便哦