引言

为什么学习RTOS

当我们进入嵌入式这个领域时，首先接触的往往是单片机编程，单片机编程又首选51单片机来入门。这里说的单片机编程通常都是指裸机编程，即不加入任何RTOS的编程。常用的RTOS有国外的FreeRTOS、μC/OS、RTX以及国内的Huawei LiteOS、RT-Thread等，其中开源且免费的FreeRTOS的市场占有率最高，历史悠久的μC/OS位居第二。

在裸机系统中，所有的程序基本都是用户自己写的，所有的操作都是在一个无限的大循环中实现。现实生活中的很多中小型电子产品中用的都是裸机系统，而且能够满足需求。那为什么还要学习RTOS编程，要涉及一个操作系统呢？一是基于项目需求，随着产品要实现的功能越来越多，单纯的裸机系统已经不能完美地解决问题，反而会使编程变得更加复杂，如果想降低编程的难度，可以考虑引入RTOS实现多任务管理，这是使用RTOS的最大优势。二是出于学习的需要，必须学习更高级的技术，实现更好的职业规划，为将来能有更好的职业发展做准备，而不是拘泥于裸机编程。作为一个合格的嵌入式软件工程师，学习是永远不能停止的，时刻都要为将来做准备。“书到用时方恨少”，希望当机会来临时，你不要有这种感觉。

为了帮大家厘清RTOS编程的思路，本书将简单分析这两种编程方式的区别，我们称之为“学习RTOS的命门”，只要掌握这一关键内容，以后的RTOS学习可以说是易如反掌。在讲解这两种编程方式的区别时，我们主要讲解方法论，不会涉及具体的代码，即主要还是通过伪代码来讲解。

如何学习RTOS

RTOS编程和裸机编程的风格不一样，而且很多人说学习RTOS很难，这就导致想要学习的人一听到RTOS编程就会忌惮三分，结果就是“出师未捷身先死”。

那么到底如何学习RTOS呢？最简单的方法就是在别人移植好的系统上先看一看RTOS中的API使用说明，然后调用这些API实现自己想要的功能，完全不用关心底层的移植，这是最简单、快速的入门方法。这种方法有利有弊：如果是做产品，好处是可以快速实现功能，将产品推向市场，赢得先机；弊端是当程序出现问题时，因对RTOS不够了解，会导致调试困难。如果想系统地学习RTOS，那么只会简单地调用API是不可取的，我们应该深入学习一款RTOS。

目前市场上的RTOS，内核实现方式差异不大，只需要深入学习其中一款即可。万变不离其宗，只要掌握了一款RTOS，以后换到其他型号的RTOS，使用起来自然也得心应手。那么如何深入地学习一款RTOS呢？这里有一个非常有效但也十分难的方法，就是阅读RTOS的源码，深入研究内核和每个组件的实现方式。这个过程枯燥且痛苦，但为了能够学到RTOS的精华，还是很值得一试的。

市面上虽然有一些讲解RTOS源码的书，但如果基础知识掌握得不够，且先前没有使用过该款RTOS，那么只看源码不仅非常枯燥，而且难以从全局掌握整个RTOS的构成和实现。

现在，我们采用一种全新的方法来教大家学习一款RTOS，既不是单纯地介绍其中的API如何使用，也不是单纯地拿里面的源码一句句地讲解，而是从0开始，层层叠加，不断完善，教大家如何把一个RTOS从0到1写出来，让你在每一个阶段都能享受到成功的喜悦。在这个RTOS实现的过程中，只需要具备C语言基础即可，然后就是跟着本书笃定前行，最后定有所成。

如何选择RTOS

如何选择RTOS取决于是学习还是做产品，如果是学习，则可以选择一个历史较久、商业化成功、安全验证较多的来学习，而且应深入学习。符合前面这几个标准的只有μC/OS，所以学习RTOS，首选μC/OS，而且μC/OS的相关资料是很丰富的。当然，选择其他的RTOS来学习也是可以的。学完之后就要使用，如果是做产品，即在产品中使用μC/OS，则要面临授权问题，需要支付一定的费用，所以开源免费的FreeRTOS受到了各个半导体厂商和开发者的青睐。目前，FreeRTOS是市场占有率最高的RTOS，非常适合用来做产品。另外，国内的RT-Thread也在迅速崛起，它同样是开源免费的，也是不错的选择。