技术干货：MCU专用RTOS种类盘点

MCU架构。

　　Express Logic推出的ThreadX，则是一套免收权利金的RTOS，其优点是具备超快速的开机时间、反应时间，其Picokernel核心长度低于2KB，并通过安全规范，号称有21亿个设备导入使用。例如HP的旗下印表机和事务机便采用该RTOS。可广泛支援各式32位MCU，包含ARM、Atmel、 BlackFin、CoreFire/68K、EFM32、Freescale （NXP）、FM3、H8、XMC、M-Core、MicroBlaze、MIPS、Nios II、Power、STM32、StrongARM、Synopsys ARC、TI、Win32、x86/x386、XScale等等。

　　Wind River公司所推出的VxWorks，主要针对嵌入式系统设计，采Monolithic （单体式）核心，优势是具备先占式多工处理核心、循环执行、岔断快速反应等特性，原生支援64位处理器架构（x64）、可进行平行（SMP）／非平行 （AMP）处理，累积至今有超过15亿个设备导入。

　　新版VxWorks 7则瞄准IoT所需要的可扩充性、安全性、连接性、绘图能力、虚拟化等做强化，而全功能的VxWorks微核心长度只要20KB。VxWorks广受科技业界的采用，登陆火星的Curiosity（好奇号）便采用VxWorks。该RTOS支援Intel x86（包含Quark SoC与x86-64）、MIPS、PowerPC、SH-4、ARM等CPU/MPU架构。

　　RoweBots公司的Unison OS，则是一款完全相容于POSIX（可移植作业系统界面）的RTOS，适用于MCU、DSC、DSP、SoC、FPGA等32位的硬体开发环境，其好处是特别针对物联网的应用，提升其系统安全性，且核心程式码在某些应用架构可以低到仅1KB。支援Microchip PIC32、Renesas R32C/SH2A、ST STM32、TI ARM Cortex-M3等32位MCU。

　　Micrium的μc/OS-II （microcontroller OS version 2），主打可携、能在ROM执行、弹性、先占式多工的RTOS核心，可管理高达250个应用任务。μc/OS-III则主打无限应用任务、几近于零的岔断，并可提供原始码给客户。

　　其优势在于该系统原始码开放、整洁一致、注释详尽，亦通过FAA认证与DO-178B认证，适合各种嵌入式与物联网的系统开发，核心大小从5或 6KB～24KB。至于μc/OS-III HW-RTOS，则是针对ARM Cortex-M为主的MCU做硬体加速。该RTOS可支援超过100种DSP、MPU、MCU。

　　ARM MCU促使开源RTOS兴起

　　近年来由于ARM架构的处理器横扫全球智能移动设备（手机／平板）市场，除了搭配各MCU/MPU硬体平台所推出的商用RTOS/IDE之外，为进军物联网与可穿戴的MCU级应用，ARM推出Cortex-M与Cortex-R的指令集架构，搭配开源的OS/IDE来抢占MCU的应用市场。

　　例如ARM推出的mbed OS与相关开发环境，便着重于嵌入式设备与IoT的应用，具备连接性、高效率、安全性、生产力的OS，搭配其mbed-rtos函式库，亦可做为RTOS的应用。该mbed开发环境，可开发出智能家庭、智能城市、可穿戴等应用产品。

　　此外，坊间针对ARM平台所推出的开源RTOS/IDE很多，例如FreeRTOS、uKOS-II、Atomthreads、BeRTOS社群版、 ChibiOS/RT、CoActionOS、eCos、Embox、Erika Enterprise/RT-Druid、Keil （ARM） RTX、Lepton、nOS、Nut/OS、NuttX、RIOT、RT-Thread、TI-RTOS-KERNEL（SYS/BIOS）、TNeo 等等，让开发人员有更多的选择。

　　其他专用MCU的非即时OS概述

　　此外，也有许多针对MCU设计的开源OS （非RTOS），但同样具有体积小的特性，有些是针对IoT的WSN（无线传感网路）应用，例如Contiki OS、TinyOS。而有些则具备一般桌上型图形化使用界面（GUI），例如SymbOS、Wheels OS等。

　　Contiki OS是一套开源的微型OS，可应用在Atmel ARM/AVR、LPC、PIC32、TI MSP430/CC2430/2538/2630/2650、STM32W等MCU做IoT应用，也可在博物馆级的8位电脑（Apple II、Atari、Commodore等）做上网连线、甚至在骨灰级游乐器（Atari Jaguar、Game Boy/Advance、GP32、任天堂红白机、PC Engine等）上执行。

　　至于SymbOS，则是一套能在8位Z80 CPU （如MSX、Amstrad）的古董电脑上执行之免费多媒体图形作业系统，赋予如Windows 95般的操作画面，让旧电脑回春。