基于RTX的实时数据处理系统

与RTOS大不一样，这些国内外主流物联网操作系统中哪款更适合你每一个时代都有属于自己特色的电子产品，每一类产品都有自己适配的操作系统。

例如早期的MULTICS、UNIX这类多任务操作系统，到个人电脑采用的LINUX、Windows等多处理器操作系统，再到智能手机时代的iOS、安卓（Android）等移动操作系统。

这些操作系统运行在“裸机”设备的最低层，搭建了其他软件、应用（APP）运行的环境与平台。

当今各类软件和互联网应用的火热，以及PC时代与移动互联网时代的辉煌，都离不开一路完善的操作系统。

近年来，随着物联网(IoT)市场的迅猛发展，嵌入式设备联网成为了一个刚需。

物联网的核心和基础仍是互联网，但不同于互联网强调人与人的互联，物联网是在这样的基础上延伸和扩展出人与物、物与物之间的连接网络，形成我们说的“万物互联”。

虽然物联网的发展是大势所趋，也被普遍看好和关注，但嵌入式设备的联网会使得软件复杂性大幅增加，传统的嵌入式RTOS（实时操作系统）内核已经越来越难满足市场的需求，在这种情况下，物联网操作系统（IoTOS）的概念应运而生。

物联网对操作系统的要求物联网系统大致可分为感知层、终端系统层、网络层（进一步分为网络接入层和核心层）、设备管理层、后台应用层等几个层次。

由于包含大量的嵌入式设备，与传统的单一设备相比，物联网面对的是碎片化难题，无论是底层的连接还是上层的应用服务，都特别强调“术业有专攻”：物联网系统要求感知层的设备更小、功耗更低，而且需要安全可靠和具备组网能力；物联网通信层需要支持各种通信协议和协议之间的转换；应用层则需要具备云计算能力。

在软件方面，早先的嵌入式操作系统只是完成了物理硬件的抽象，并不能真正代表未来的物联网。

例如在安卓的生态环境中，开发者基本不用考虑智能终端的物理硬件配置，只需根据安卓的编程接口编写应用程序，就可以运行在所有基于安卓的智能终端上一样。

简单地说，这是“物联网设备操作系统”和“物联网操作系统”的区别。

【RTX操作系统教程】第7章任务管理第7章 任务管理对于初学者，特别是对于没有RTOS基础的同学来说，了解RTX的任务管理⾮常重要，了解任务管理的⽬的就是让初学者从裸机的，单任务编程过渡到带OS的，多任务编程上来。

搞清楚了这点，那么RTX学习就算⼊门了。

本章教程配套的例⼦含Cortex-M3内核的STM32F103和Cortex-M4内核的STM32F407。

7.1 单任务系统7.2 多任务系统7.3 任务设置7.4 任务栈设置7.5 系统栈设置7.6 栈溢出检测7.7 RTX初始化和启动7.9 任务删除7.10 空闲任务7.11实验例程说明7.12 总结7.1 单任务系统学习多任务系统之前，我们先来回顾下单任务系统的编程框架，即裸机时的编程框架。

裸机编程主要是采⽤超级循环（super-loops）系统，⼜称前后台系统。

应⽤程序是⼀个⽆限的循环，循环中调⽤相应的函数完成相应的操作，这部分可以看做后台⾏为，中断服务程序处理异步事件，这部分可以看做是前台⾏为。

后台也可以叫做任务级，前台也叫作中断级。

图7.1 单任务系统对于前后台系统的编程思路主要有以下两种⽅式：7.1.1 查询⽅式对于⼀些简单的应⽤，处理器可以查询数据或者消息是否就绪，就绪后进⾏处理，然后再等待，如此循环下去。

对于简单的任务，这种⽅式简单易处理。

但⼤多数情况下，需要处理多个接⼝数据或者消息，那就需要多次处理，如下⾯的流程图所⽰：⽤查询⽅式处理简单的应⽤，效果⽐较好，但是随着⼯程的复杂，采⽤查询⽅式实现的⼯程就变的很难维护，同时，由于⽆法定义查询任务的优先级，这种查询⽅式会使得重要的接⼝消息得不到及时响应。

⽐如程序⼀直在等待⼀个⾮紧急消息就绪，如果这个消息后⾯还有⼀个紧急的消息需要处理，那么就会使得紧急消息长时间得不到执⾏。

7.1.2 中断⽅式对于查询⽅式⽆法有效执⾏紧急任务的情况，采⽤中断⽅式就有效的解决了这个问题，下⾯是中断⽅式简单的流程图：采⽤中断和查询结合的⽅式可以解决⼤部分裸机应⽤，但随着⼯程的复杂，裸机⽅式的缺点就暴露出来了u 必须在中断(ISR)内处理时间关键运算：l ISR 函数变得⾮常复杂，并且需要很长执⾏时间。

基于RTX和Lab VIEW的实时测控系统0 引言Windows操作系统以其友好的用户界面,强大的功能, 便捷的操作以及广泛的应用前景受到普遍的欢迎。

然而Windows由于其线程优先级太少,隐含的不确定的线程调度机制以及优先级倒置等原因, 限制了它在实时测控方面的应用。

针对Windows的不足,为了增强Windows的实时性,美国Ardence公司研发了RTX(Real Time eXtention for Windows),其在Windows平台上提供了一个实时子系统RTSS。

RTX实现了确定性的实时线程调度、实时环境和与原始Windo ws环境之间的进程间通讯机制以及其他只在特定的实时操作系统中才有的对Windo ws系统的扩展特性。

LabVIEW ( Laboratory Virtual Instrument Engieering Workbench)是一种高效图形化应用开发环境, 凭借其简单易用的图形化开发方式和灵活强大的编程语言的优势正被应用到全世界各个领域中。

越来越多测控系统选择LabVIEW 做为开发平台。

将RTX和LabVIEW结合起来开多任务实时系统, 弥补LabVIEW在实时性方面的不足, 从而可将RTX+LabVIEW 应用到多任务实时测控系统中。

1 RTX简介RTX为Windows系统添加了一个实时子系统RTSS(如图1), 它支持自己的执行环境和API , RTX使用Windows系统的调度策略, 对自己的实时线程进行严格调度管理; 同时, RTX线程(包括中断服务、延迟调用)总是优先于Windows线程取得调度权。

通过扩展的HAL, RTX有着自己的中断管理机制,而且能够直接访问IPO硬件端口。

所有这些机制都保证RTX线程始终占据优先权, 不会被Windows线程阻塞, 而且可以通过端口的控制实现设备驱动程序的功能, 直接对目标设备进行控制。

RTX在自身环境下对所有线程执行抢占的实时调度,支持着128个优先级,严格控制各个优先级线程间的切换。