FreeRTOS系列第1篇---為什麼選擇FreeRTOS？

1.為什麼學習RTOS？

作為基于ARM7、Cortex-M3硬體開發的嵌入式工程師，我一直反對使用RTOS。不僅因為不恰當的使用RTOS會給項目帶來額外的穩定性風險，更重要的是我認為絕大多數基于ARM7、Cortex-M3硬體的項目，還沒複雜到使用RTOS的地步，使用狀态機就足夠了。

對于現代的微處理器，特别是資源相對豐富ARM7、Cortex-M3硬體來說，RTOS占用的硬體資源已經越來越可以忽略。是以在當今環境下，我們無需擔心RTOS會拖累性能。相反，RTOS提供的事件驅動型設計方式，使得RTOS隻是在處理實際任務時才會運作，這能夠更合理的利用CPU。在實際項目中，如果程式等待一個逾時事件，傳統的無RTOS情況下，要麼在原地一直等待而不能執行其它任務，要麼使用複雜（相對RTOS提供的任務機制而言）的狀态機機制。如果使用RTOS，則可以很友善的将目前任務阻塞在該事件下，然後自動去執行别的任務，這顯然更友善，并且可以高效的利用CPU。處理這類事件，是我使用RTOS的最大動力，但考慮到系統的穩定性，我不得不再三權衡RTOS可能帶來的一些弊端：

大多數RTOS代碼都具有一定規模，任何代碼都可能帶來BUG，何況是代碼具有一定規模的RTOS，是以引入RTOS的同時也可能會引入該RTOS的BUG，這些RTOS本身的BUG一旦被觸發，影響可能是是災難性的。
熟練的使用RTOS是一項技能，需要專業的知識儲備和長期的經驗積累。不将RTOS分析透徹，很容易為項目埋下錯誤。典型的，像中斷優先級、任務堆棧配置設定、可重入等，都是更容易出錯的地方。
RTOS的優先級嵌套使得任務執行順序、執行時序更難分析，甚至變成不可能。任務嵌套對所需的最大堆棧RAM大小估計也變得困難。這對于很多對安全有嚴格要求的場合是不可想象的。
RTOS應該用于任務複雜的場合，以至于對任務排程的需求可以抵消RTOS所帶來的穩定性影響，但大部分的應用并非複雜到需要RTOS。

以上原因是我拒絕在實際項目中使用RTOS的理由，但是否使用RTOS跟是否學習RTOS完全是兩碼事。我認為任何嵌入式軟體設計人員都應該至少學習一種RTOS，不僅是需要掌握RTOS背後的作業系統原理、學習RTOS的程式設計方式，更是為将來做準備。

即便我認為現在的物聯網有點言過其實，但我依然看好物聯網的發展前景。随着物聯網的發展，未來的嵌入式産品必然更為複雜、連接配接性更強以及需要更豐富的使用者界面。當處理這些任務時，一個好的RTOS就變得不可缺少了。

書到用時方恨少，我希望自己永遠不會有這種感覺。是以從現在起，我要開始深入一個RTOS，探索它背後的原理，掌握其程式設計方法，避免其缺陷和陷阱，并将它安全的用在将來的項目中。

2.為什麼選用FreeRTOS？

對比了許多RTOS，最終選擇FreeRTOS，原因是多方面的：

SafeRTOS便是基于FreeRTOS而來，前者是經過安全認證的RTOS，是以對于FreeRTOS的安全性也有了信心。
大量開發者使用，并保持高速增長趨勢。2011、2012、2013、2014、2015、2017年（暫時沒有2016年的資料）、2019年（暫時沒有2018年的資料）的EEtimes雜志嵌入式系統市場報告顯示，FreeRTOS在RTOS核心使用榜和RTOS核心計劃使用榜上都名列前茅。更多的人使用可以促進發現BUG，增強穩定性。
簡單。核心隻有3個.c檔案，全部圍繞着任務排程，沒有任何其它幹擾，便于了解學習。而且，我根本不需要其它繁多的功能，隻要任務排程就夠了。
文檔齊全。在FreeRTOS官方網站上，可以找到所有你需要的資料。
免費、開放源碼。完全可以免費用于商業産品，開放源碼更便于學習作業系統原理、從全局掌握FreeRTOS運作機理、以及對作業系統進行深度裁剪以适應自己的硬體。
2017年底，FreeRTOS作者加入亞馬遜，擔任首席工程師，FreeRTOS也由亞馬遜管理。同時修改了使用者許可證，FreeRTOS變得更加開放和自由。背靠亞馬遜，相信未來FreeRTOS會更加穩定可靠。此外，以前價格不菲的《實時核心指南》和《參考手冊》也免費開放下載下傳，這使得學習更加容易。

學習的資料來源主要是FreeRTOS的官方網站（www.freertos.org）和源代碼。FreeRTOS的創始人RichardBarry編寫了大量的移植代碼和配套文檔，我隻不過是沿着Richard Barry鋪好的路前進，是以，這沒什麼困難的。

最後，感謝RichardBarry的付出，感謝Richard Barry的無私開源精神！

附錄1: EEtimes雜志嵌入式市場調查報告有關RTOS使用榜截圖

附錄1.1 2010和2011年RTOS使用榜