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FreeRTOS

FreeRTOS是一個熱門的[3]嵌入式裝置用即時作業系統核心[4][5]，它於2003年由Richard Barry設計，並已被經成功移植到35種不同的微控制器上[6]。FreeRTOS採用MIT授權條款授權。

FreeRTOS
開發者Real Time Engineers Ltd.
作業系統家族即時作業系統
運作狀態活躍
原始碼模式可取得原代碼
目前版本
  • 202212.01（2023年3月4日；穩定版本）[1]
  • 202210.01-LTS（2022年11月18日；長期支援）[2]
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市場取向嵌入式裝置
支援平台ARM (ARM7, ARM9, Cortex-M3, ARM Cortex-M4, Cortex-A), Atmel AVR, AVR32（英語：AVR32）, HCS12（英語：HCS12）, MicroBlaze（英語：MicroBlaze）, Cortus（英語：Cortus） (APS1, APS3, APS3R, APS5, FPF3, FPS6, FPS8), MSP430, PIC, Renesas H8/S, SuperH, RX, x86, 8052, Coldfire（英語：Freescale ColdFire）, V850（英語：V850）, 78K0R, Fujitsu MB91460 series, Fujitsu MB96340 series, Nios II, Cortex-R4, TMS570, RM4x
核心類別微核心
授權條款MIT授權條款
官方網站www.freertos.org
倉庫
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實作

FreeRTOS的設計小巧且簡易，整個核心程式碼只有3到4個C檔案，為了讓程式碼容易閱讀、移植和維護，大部分的程式碼都是以C語言編寫，只有一些函式（多數是架構特定排班副程式）採用組合語言編寫。

FreeRTOS提供許多方法以實現多執行緒（threads）、多作業（task）、互斥鎖（mutex）、號誌（semaphore）和軟體計時器（software timer），有個為低耗電應用程式提供的無嘀嗒（tick-less）模式，執行緒的優先權管理也有支援，此外，FreeRTOS提供了四種記憶體組態的模式：

  • 僅組態（allocate only）
  • 以非常簡易但快速的演算法進行組態與釋放
  • 搭配記憶體合併（英語：Coalescing (computer science)），以較複雜但快速的演算法進行組態與釋放
  • 搭配互斥保護，以 C 函式庫組態進行組態與釋放

FreeRTOS中沒有一些像Linux、Microsoft Windows等典型作業系統具有的先進特徵，例如裝置驅動程式（英語：device drivers）、先進記憶體管理機制、使用者管理和網路管理，FreeRTOS著重在執行的簡潔與速度，FreeRTOS有時會被視為是一個『執行緒函式庫』而非『作業系統』，儘管可以找到命令列介面和類似POSIX I/O 介面的外掛程式。

FreeRTOS實作了多執行緒，主程式會在規律的短時間區間內呼叫一個執行緒時計方法，這個方法會以循環制依照任務的優先順序進行任務切換，一般來說，這個短時間區間介於 1/1000 秒與 1/100 秒之間，透過一個硬體時計中斷來計時，但這個區間經常隨著特定的應用而改變。

從FreeRTOS官網（FreeRTOS.org（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館））所下載到的程式碼包含準備用來移植或編譯的設定檔和演示程式碼，讓使用者可以快速地進行應用程式設計。

主要特色

支援平台

相關系統

SafeRTOS

SafeRTOS的功能和FreeRTOS類似，但是是為實現安全關鍵系統所設計。FreeRTOS的機能模型經過完全的HAZOP，其機能模型及API因為使用者誤用或是硬體失效造成的弱點都已經識別且修正。最後的需求經過完整IEC 61508 SIL 3開發生命週期來實現，也是只有軟體的元件可以達到的最高等級。

SafeRTOS是由WITTENSTEIN high integrity systems開發，原開發者 Real Time Engineers Ltd 為其合作夥伴[7]。SafeRTOS和FreeRTOS有相同的排程演算法，相似的API，其他方面也相當類似[8]，不過是因為不同的目標而設計的[9]。SafeRTOS只用C語言進行開發，以符合IEC61508的認證需求[10]。

在作業系統中，SafeRTOS有其獨特的地方，是只需要放在微處理器中的唯讀記憶體（ROM）即可，因此可以進行IEC61508或是其他安全或是可靠度相關的完整軟體及硬體預認證[11]。若是放在唯讀記憶體中，SafeRTOS代碼只能依照原始的組態來執行，因此用這套作業系統的裝置的認證測試，不需在安全認證中重新測試其開發的程式[12]。

德州儀器會針對其TI Stellaris系列的部份MCU的ROM裡加上SafeRTOS[13]，因此客戶可以將SafeRTOS用在商業應用中，而不用採購其原代碼。在這種使用方式下，會提供一個簡單的C語言標頭檔將SafeRTOS的API函式對映於其在ROM中對應位置內。這種將SafeRTOS放在唯讀記憶體的作法相當理想，因為其中的程式不會被修改，去除了使用者的錯誤，也確保在專案開發過程中，SafeRTOS部份的程式都和認證時的相同。

OpenRTOS

OpenRTOS也是和FreeRTOS有關的專案，其代碼和FreeRTOS完全相同，但是其授權及收費方式不同。OpenRTOS是由WITTENSTEIN Aerospace and Simulation Ltd提供的軟體，其授權要求移除了所有參考GNU通用公眾授權條款的內容。OpenRTOS是商業軟體，需購買後才能使用，也沒有上述的授權要求，購買OpenRTOS的客戶也可以獲得完整的技術支援[14]。

參見

參考資料

  1. ^ FreeRTOSv202212.01 Latest. 2023年3月4日 [2023年8月8日]. 
  2. ^ 202210.01-LTS (November 2022). 2022年11月18日 [2023年8月19日]. 
  3. ^ 2011 Embedded Market Study. EE Times. [2016-08-12]. （原始內容存檔於2012-04-02）. 
  4. ^ Kolesnki, Sergey. Comparing microcontroller real-time operating systems. 2013-12-08 [2016-08-12]. （原始內容存檔於2016-08-20）. A kernel is not an RTOS, but this can be a confusing issue because of the inappropriate naming chosen for some popular kernels, 『freeRTOS』 for example. 
  5. ^ Why RTOS and What Is RTOS?. [29 August 2014]. （原始內容存檔於2016-08-07）. What is FreeRTOS? … The size constraints, and dedicated end application nature, rarely warrant the use of a full RTOS implementation - or indeed make the use of a full RTOS implementation possible. FreeRTOS therefore provides the core real time scheduling functionality, inter-task communication, timing and synchronisation primitives only. This means it is more accurately described as a real time kernel, or real time executive. … 
  6. ^ Official Website. [2016-08-12]. （原始內容存檔於2016-08-15）. 
  7. ^ FreeRTOS. [8 Aug 2012]. （原始內容存檔於2016-08-15）. 
  8. ^ SmartBotPaper (PDF). [8 Aug 2012]. （原始內容 (PDF)存檔於2012-07-04）. 
  9. ^ Relationship between FreeRTOS and SAFERTOS. [2016-08-12]. （原始內容存檔於2016-08-19）. 
  10. ^ EETimesSafetyCritical. [8 Aug 2012]. （原始內容存檔於2011-04-30）. 
  11. ^ Embedded Systems Design Europe. [2012-08-10]. （原始內容存檔於2012-10-23）. 
  12. ^ Texas Instruments (PDF). [2012-09-10]. （原始內容 (PDF)存檔於2013-07-04）. 
  13. ^ TI Stellaris Product range. [2016-12-30]. （原始內容存檔於2013-01-04）. 
  14. ^ OpenRTOS. [2016-08-12]. （原始內容存檔於2014-10-28）. 

外部連結

 
維基共享資源上的相關多媒體資源：FreeRTOS
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