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《嵌入式系统 – RT-Thread开发笔记》 第二部分 RT-Thread Nano移植与使用 – 第1章 RT-Thread Nano 简介

RT-Thread开发笔记 BruceOu 1年前 (2020-11-07) 356次浏览 0个评论

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1.1 RT-Thread介绍

RT-Thread Nano 是一个极简版的硬实时内核,它是由 C 语言开发,采用面向对象的编程思维,具有良好的代码风格,是一款可裁剪的、抢占式实时多任务的 RTOS。其内存资源占用极小,功能包括任务处理、软件定时器、信号量、邮箱和实时调度等相对完整的实时操作系统特性。适用于家电、消费电子、医疗设备、工控等领域大量使用的 32 位 ARM 入门级 MCU 的场合。

下图是 RT-Thread Nano 的软件框图,包含支持的 CPU 架构与内核源码,还有可拆卸的 FinSH 组件:

B53xHS.png

支持架构:ARM:Cortex M0/ M3/ M4/ M7 等、RISC-V 及其他。
功能:线程管理、线程间同步与通信、时钟管理、中断管理、内存管理。

1.2 RT-Thread Nano 的特点

1.2.1简单

1、下载简单
RT-Thread Nano 以软件包的方式集成在 Keil MDK 与 CubeMX 中,可以直接在软件中下载 Nano 软件包获取源码,获取方式详见 基于 Keil MDK 移植 RT-Thread Nano 与 基于 CubeMX 移植 RT-Thread Nano 。

同时也提供 下载 Nano 源码压缩包 的途径,方便在其他开发环境移植 RT-Thread Nano,如 基于 IAR 移植 RT-Thread Nano。

2、代码简单
与 RT-Thread 完整版不同的是,Nano 不含 Scons 构建系统,不需要 Kconfig 以及 Env 配置工具,也去除了完整版特有的 device 框架和组件,仅是一个纯净的内核。

3、移植简单
由于 Nano 的极简特性,使 Nano 的移植过程变得极为简单。添加 Nano 源码到工程,就已完成 90% 的移植工作。

在 Keil MDK 与 Cube MX 中还提供了 Nano 的软件包,可以一键下载加入到工程。另外,在 RT-Thread Studio 中可以基于 Nano 创建工程直接使用。

4、使用简单
RT-Thread Nano 在使用上也非常简单,带给开发者友好的开发体验。

易裁剪:Nano 的配置文件为 rtconfig.h,该文件中列出了内核中的所有宏定义,有些默认没有打开,如需使用,打开即可。具体的配置可见 Nano 版块的 RT-Thread Nano 配置 教程。

易添加 FinSH 组件:FinSH 组件 可以很方便的在 Nano 上进行移植,而不再依赖 device 框架,只需要对接两个必要的函数即可完成 FinSH 移植。

自选驱动库:可以使用厂商提供的固件驱动库,如 ST 的 STD 库、HAL 库、LL 库等,可以自行选择。

完善的文档:包含 内核基础、线程管理 (例程)、时钟管理 (例程)、线程间同步 (例程)、线程间通信 (例程)、内存管理 (例程)、中断管理 ,以及 Nano 版块的移植教程。

1.2.2小巧

资源占用小:对 RAM 与 ROM 的开销非常小,在支持 semaphore 和 mailbox 特性,并运行两个线程 (main 线程 + idle 线程) 情况下,ROM 和 RAM 依然保持着极小的尺寸,RAM 占用约 1K 左右,ROM 占用 4K 左右。

Nano 资源占用情况举例:在运行两个线程 (main 线程 + idle 线程) 情况下,ROM 和 RAM 依然保持着极小的尺寸。以下是基于 Cortex M3 的 MDK 工程编译结果(优化等级 3)。

Total RO Size (Code + RO Data) 4000 ( 3.91kB)
Total RW Size (RW Data + ZI Data) 1168 ( 1.14kB)
Total ROM Size (Code + RO Data + RW Data) 4092 ( 4.00kB)

【注1】如果需要丰富的组件、驱动以及软件包等功能,则建议使用 RT-Thread 完整版。

【注2】RT-Thread Nano和freeRTOSl类似,是一个多任务的 RTOS,非常适用于资源受限的嵌入式设备。


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