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        告別內存焦慮!最適合小RAM MCU的RTOS,來了!

        作者:嵌入式芯視野 時間:2025-07-15 來源:今日頭條 收藏


         是一個面向小內存嵌入式系統(如 8KB RAM MCU)的輕量級、協作式 RTOS,它的最大特點是 共享棧技術。以下是對你提供內容的整理和總結,方便你理解和介紹該操作系統:


        什么是 ?

         是一個簡潔、高效的 協作式內核 RTOS(非搶占式),專門為 RAM 極其緊張的嵌入式平臺設計,尤其適用于 8KB~20KB RAM 的 MCU。

        核心理念:

        • 簡單

        • 易用

        • 極低資源占用

        • 強調開發友好性


        為什么開發 BasicOS?

        背景項目:

        在開發 BasicOS 之前,作者曾開發過 EventOS 和 EventOS Nano,它們以 事件驅動、控制反轉、OOP 等理念為核心,雖然資源占用極低,但 上手難度較高。

        問題:

        • 很多嵌入式工程師難以掌握事件驅動模型

        • 閱讀和維護事件驅動代碼成本較高

        • RTOS 占用 RAM 高,不適用于小 RAM 芯片

        解決方案:

        借助網友“光哥”的建議,作者引入了 “共享棧”技術,在協作式 RTOS 模型下大大節省內存。


        什么是共享棧?

        傳統 RTOS:

        每個任務分配獨立??臻g,占用大量 RAM。

        BasicOS:

        所有任務共享一個物理棧區,在任務切換時:

        1. 收縮并保存 當前任務的堆棧

        2. 擴展并恢復 下一個任務的堆棧

        特點:

        • 顯著節省 RAM

        • 切換過程多了內存復制,犧牲了一點性能

        • 適合任務數少、對實時性要求不高的系統


        為什么使用協作式內核?

        協作式(Cooperative)特點:

        • 任務主動釋放 CPU

        • 沒有資源競爭問題

        • 調試簡單,邏輯可控

        相比搶占式(Preemptive):

        • 并發問題更少

        • 更適合大多數非硬實時系統

        • 響應時間可達 <10ms,足以滿足大部分產品


        BasicOS 的技術特點

        特性

        描述

        協作式調度

        無搶占,任務必須主動讓出 CPU

        共享任務棧

        多個任務使用一個棧區,降低 RAM 占用

        Export 機制

        每個任務只占用 16 字節內存,通過 bos_task_export 宏定義任務

        不支持 FPU

        為降低占用,默認不支持浮點運算,需在 MDK 中關閉 FPU 配置

        可擴展基礎設施

        支持加入消息隊列、信號量等 RTOS 基礎設施

        計劃與 EventOS 結合

        將事件驅動與共享棧線程模型結合,提升系統靈活性

        CMSIS-RTOS 適配中

        支持 CMSIS 標準,計劃加入 eLab 平臺


        示例代碼

        主函數初始化:

        int main(void){
           bsp_init(); // 初始化外設

           static uint8_t stack[4096];
           basic_os_init(stack, sizeof(stack));  // 初始化 BasicOS(分配共享棧)
           basic_os_run();                       // 啟動 BasicOS

           return 0;
        }

        任務定義方式(通過宏導出):

        static void task_entry_led(void){    while (1)
           {
               bos_delay_ms(500); // 任務延遲
               bos_delay_ms(500);
           }
        }

        bos_task_export(led, task_entry_led, 2, NULL); // 注冊任務,優先級為2

        SysTick 中斷(用于系統心跳):

        void SysTick_Handler(void){
           bos_tick(); // 系統時間推進}

        項目目錄結構說明

        路徑

        說明

        BasicOS/basic_os.c

        內核核心實現

        BasicOS/basic_os.h

        內核頭文件

        01_basic_os_iar/

        針對 IAR 的 Cortex-M0 示例

        02_basic_os_mdk/

        針對 MDK 的 Cortex-M0 示例


        總結

        BasicOS 是一個非常適合 極小 RAM 嵌入式平臺 的協作式操作系統,它通過共享任務棧技術,將任務切換的 RAM 成本壓縮到極致,適合低資源、低實時性需求的項目。它的出現,為那些無法使用主流 RTOS 的 MCU 提供了新思路。

        開源網站:
        https://gitee.com/event-os/basic-os



        關鍵詞: BasicOS

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