實時操作系統(tǒng)已成為許多嵌入式系統(tǒng)的關(guān)鍵組件,從裸機調(diào)度過渡到 RTOS 可能會很棘手。如何使用 RTOS 進行嵌入式開發(fā)?這里有7個技巧可以幫助嵌入式開發(fā)人員更輕松地進行過渡,快來學習一下吧!
1、首先規(guī)劃架構(gòu)
如果從未使用過 UML 或?qū)浖軜?gòu)不感興趣,那么現(xiàn)在是學習它的時候了。使用 RTOS 時,開發(fā)人員仔細考慮每個任務、同步和通信機制至關(guān)重要。這些細節(jié)不能只存儲在工程師的頭腦中,而是需要以圖表的形式記錄下來,以便在需要時查看和更新。開發(fā)基于 RTOS 的應用程序很快就會變得復雜,因此考慮應用程序的行為很重要。
2、仔細跟蹤內(nèi)存使用情況
與開發(fā)裸機應用程序不同,RTOS 任務和同步結(jié)構(gòu)可以快速耗盡資源受限設備中的內(nèi)存。開發(fā)人員需要非常仔細地監(jiān)控內(nèi)存并跟蹤它的去向。創(chuàng)建六個任務,幾個信號量和互斥鎖的情況并不少見,結(jié)果卻發(fā)現(xiàn) malloc 失敗,因為所有的堆空間都已用完。
3、提前創(chuàng)建所有任務
RTOS 為嵌入式開發(fā)人員提供了廣泛的功能,例如創(chuàng)建任務和銷毀任務的能力。關(guān)注內(nèi)存使用的開發(fā)人員可能傾向于僅在需要時創(chuàng)建任務,然后在任務完成時銷毀它們。雖然這在概念上很好,但在資源受限的系統(tǒng)中,通常沒有復雜的堆管理器來處理堆碎片。結(jié)果可能是一個碎片堆,在程序執(zhí)行期間的某個時刻突然沒有內(nèi)存可以分配。建議在系統(tǒng)初始化期間創(chuàng)建所有使用堆的對象。結(jié)果似乎是一個靜態(tài)分配的對象,如果存在內(nèi)存問題,該問題將在系統(tǒng)啟動時顯現(xiàn)出來。
4、永遠不要關(guān)閉堆棧保護
裸機開發(fā)人員通常癡迷于編寫盡可能高效的代碼。意識到使用時鐘周期的堆棧監(jiān)視器的存在成為優(yōu)化和刪除的有吸引力的目標,不要這樣做。Stack Monitor 用于檢測堆棧溢出和其他堆棧相關(guān)問題。雖然它確實使用了幾個時鐘周期,但好處遠遠超過了性能成本。
5、優(yōu)化每個任務堆棧
不要依賴默認的堆棧大小。在許多 RTOS 中,任務的默認堆棧大小約為 0x200。這通常是堆棧深度,而不是使用的字節(jié)數(shù)。僅使 LED 閃爍的任務可能會使用一整千字節(jié)的堆空間。嵌入式開發(fā)人員確保執(zhí)行最壞情況堆棧分析并適當確定每個任務堆棧的大小。從長遠來看,這將有助于節(jié)省內(nèi)存!
6、啟用 RTOS 感知調(diào)試
現(xiàn)代微控制器具有一些非??岬恼{(diào)試功能,例如實時跟蹤和 RTOS 感知調(diào)試。在微控制器和 RTOS 中啟用這些功能。它們將允許開發(fā)人員跟蹤哪些任務運行了多長時間、以什么順序運行,并且可以幫助識別許多常見的 RTOS 相關(guān)問題。
7、仔細選擇你的任務優(yōu)先級
預先開發(fā)一個軟件如此有用的一個原因是提供了系統(tǒng)中發(fā)生的一切的大圖。有了這張大圖,就可以更輕松地確定系統(tǒng)中每個任務的優(yōu)先級。必須謹慎選擇優(yōu)先級,以確保任務不會占用 CPU 時間,并確保系統(tǒng)不會出現(xiàn)優(yōu)先級倒置等問題。
嵌入式開發(fā)如何使用RTOS?綜上所述,使用 RTOS 對嵌入式開發(fā)人員非常有益,有助于加快開發(fā)周期。許多中間件、庫和框架都依賴于 RTOS,隨著當今物聯(lián)網(wǎng)設備的大規(guī)模推動,裸機已經(jīng)過時,掌握 RTOS 是強制性的。更多關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)培訓的問題,歡迎咨詢千鋒教育在線名師。千鋒教育擁有多年IT培訓服務經(jīng)驗,采用全程面授高品質(zhì)、高體驗培養(yǎng)模式,擁有國內(nèi)一體化教學管理及學員服務,助力更多學員實現(xiàn)高薪夢想。