STM32系列32位微操控器,根据ARM Cortex-M3处理器。它能支撑32位广泛的运用,支撑包含高功用、实时功用、数字信号处理,和低功耗、低电压操作,一起具有一个彻底集成和易用的开发。
根据STM渠道且满意实时操控要求的操作体系,有以下4种可供挑选。别离为μC/OS-II、μClinux、eCos、FreeRTOS和都江堰操作体系(djyos)。下面别离介绍这五种嵌入式操作体系的特色及缺乏。
1、μC/OS-II
μC/OS-II 是一种根据优先级的抢占式多使命实时操作体系,包含了实时内核、使命办理、时刻办理、使命间通讯同步(信号量,邮箱,音讯 行列)和内存办理等功用。它可以使各个使命独立作业,互不干涉,很简略完结按时并且无误履行,使实时运用程序的规划和扩展变得简略,使运用程序的规划进程大为减化。
μC/OS-II是在μC/OS的基础上发展起来的,是用C言语编写的一个结构细巧、抢占式的多使命实时内核。μC/OS-II能办理64个使命,并供给使命调度与办理、内存办理、使命间同步与通讯、时刻办理和中止服务等功用,具有履行效率高、占用空间小、实时功用优异和扩展性强等特色。
关于实时性的满意上,因为μC/OS-II内核是针对实时体系的要求规划完结的,所以只支撑根据固定优先级抢占式调度;调度办法简略,可以满意较高的实时性要求。μC/OS-II 的鲜明特色便是源码揭露,便于移植和维护。
在内存办理上,μC/OS-II把接连的大块内存按分区来办理,每个分区中都包含整数个巨细相同的内存块,但不同分区之间内存的巨细可以不同。用户动态分配内存时,只须挑选一个恰当的分区,按块来分配内存,开释时将该块放回到曾经所属的分区,这样就消除了因屡次动态分配和开释内存所引起的碎片问题。
μC/OS-II中止处理比较简略。一个中止向量上只能挂一个中止服务子程序ISR,并且用户代码有必要都在ISR(中止服务程序)中完结。
ISR需求做的工作越多,中止延时也就越长。
内核所能支撑的最大嵌套深度为255。
在文件体系的支撑方面,因为μC/OS-II是面向中小型嵌入式体系的,即便包含悉数功用,编译后内核也不到10 KB,所以体系自身并没有供给对文件体系的支撑。可是μC/OS-II具有杰出的扩展功用,假如需求也可自行参加文件体系的内容。
在对硬件的支撑上,μC/OS-II可以支撑当时盛行的大部分CPU,μC/OS-II因为自身内核就很小,经过裁剪后的代码最小可认为2KB,所需的最小数据RAM空间为4 KB,μC/OS-II的移植相对比较简略,只需求修正与处理器相关的代码就可以。
综上可知,μC/OS-II是一个结构简略、功用齐备和实时性很强的嵌入式操作体系内核,针关于没有MMU功用的CPU,它是十分适宜的。它需求很少的内核代码空间和数据存储空间,具有杰出的实时性,杰出的可扩展功用,并且是开源的,网上具有许多的材料和实例,所以很适宜向STM32上移植。
2、μClinux
μClinux是一个彻底符合GNU/GPL条约的操作体系,彻底敞开源代码,现在由Line公司支撑维护。
μClinux是一种优异的嵌入式Linux版别,其全称为micro-control Linux,从字面意思看是指微操控Linux。同规范的Linux比较,μClinux的内核十分小,可是它依然承继了Linux操作体系的首要特性,包含杰出的稳定性和移植性、强壮的网络功用、超卓的文件体系支撑、规范丰厚的API,以及TCP/IP网络协议等。因为没有MMU内存办理单元,所以其多使命的完结需求必定技巧。
μClinux在结构上承继了规范Linux的多使命完结办法,分为实时进程和一般进程,别离选用先来先服务和时刻片轮转调度,仅针对中低档嵌入式CPU特色进行改进,且不支撑内核抢占,实时性一般。
在内存办理上因为μClinux是针对没有MMU的处理器规划的,不能运用处理器的虚拟内存办理技能,只能选用实存储器办理战略。体系运用分页内存分配办法,在启动时对实践存储器进行分页。体系对内存的拜访是直接的,操作体系对内存空间没有维护,多个进程可同享一个运转空间,所以,即便是一个无特权进程调用一个无效指针也会触发一个地址过错,并有或许引起程序溃散乃至体系溃散。
μClinux操作体系的中止办理是将中止处理分为两部分:顶半处理和底半处理。在顶半处理中,有必要关中止运转,且仅进行必要的、十分少、速度快的处理,其他处理交给底半处理;底半处理履行那些杂乱、耗时的处理,并且承受中止。因为体系中存在有许多中止的底半处理,所以会引起体系中止处理的延时。
μClinux对文件体系支撑杰出,因为μClinux承继了Linux完善的文件体系功用,它支撑ROMFS、NFS、ext2、MS-DOS、JFFS等文件体系。但一般选用ROMFS文件体系,这种文件体系相关于一般的文件体系(如ext2)占用更少的空间。可是ROMFS文件体系不支撑动态擦写保存,关于体系需求动态保存的数据须选用虚拟RAM盘/JFFS的办法进行处理。
在对硬件的支撑上,因为μClinux承继了Linux的大部分功用,所以至少需求512KB的RAM空间,lMB的ROM/Flash空间。
在μClinux的移植方面,。μClinux是Linux针对嵌入式体系的一种改进,其结构比较杂乱。移植μClinux,方针处理器除了需求修正与处理器相关的代码外,还需求满意容量的外部ROM和RAM。
综上可知,μClinux最大特色在于针对无MMU处理器规划,这关于没有MMU功用的stm32f103来说是适宜的,但移植此体系需求至少512KB的RAM空间,1MB的ROM/FLASH空间,而stmf103具有256K的FLASH,需求外接存储器,这就增加了硬件规划的本钱。μClinux结构杂乱,移植相对困难,内核也较大,其实时性也差一些,若开发的嵌入式产品重视文件体系和与网络运用则μClinux是一个不错的挑选。
3、eCos
eCos(embedded Configurable operaTIng system),中文翻译为嵌入式可装备操作体系或嵌入式可装备实时操作体系。适宜于深度嵌入式运用,首要运用目标包含消费电子、电信、车载设备、手持设备以及其他一些低本钱和便携式运用。它是一个源代码敞开的可装备、可移植、面向深度嵌入式运用的实时操作体系。最大特色是装备灵敏,选用模块化规划,中心部分由小同的组件构成,包含内核、C言语库和底层运转包等。每个组件可供给很多的装备选项(实时内核也可作为可选装备),运用eCos供给的装备东西可以很方便地装备,并经过不同的装备使得eCos可以满意不同的嵌入式运用要求。
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