1、FreeRTOS

由于RTOS需占用一定的系統資源(尤其是RAM資源)，只有μC／OS-II、embOS、salvo、FreeRTOS等少數實時操作系統能在小RAM單片機上運行。

相對于C／OS-II、 embOS等商業操作系統，FreeRTOS操作系統是完全免費的操作系統，具有源碼公開、可移植、可裁減、調度策略靈活的特點，可以方便地移植到各種單片機上運行，其最新版本為6.0版。

作為一個輕量級的操作系統，FreeRTOS提供的功能包括：任務管理、時間管理、信號量、消息隊列、內存管理、記錄功能等，可基本滿足較小系統的需要。

FreeRTOS內核支持優先級調度算法，每個任務可根據重要程度的不同被賦予一定的優先級，CPU總是讓處于就緒態的、優先級最高的任務先運行。

FreeRT0S內核同時支持輪換調度算法，系統允許不同的任務使用相同的優先級，在沒有更高優先級任務就緒的情況下，同一優先級的任務共享CPU的使用時間。

FreeRTOS的不足：相對于常見的μC／OS—II操作系統，FreeRTOS操作系統既有優點也存在不足。其不足之處， 一方面體現在系統的服務功能上，如FreeRTOS只提供了消息隊列和信號量的實現，無法以后進先出的順序向消息隊列發送消息；另一方 面，FreeRTOS只是一個操作系統內核，需外擴第三方的GUI(圖形用戶界面)、TCP／IP協議棧、FS(文件系統)等才能實現一個較復雜的系統， 不像μC／OS-II可以和μC／GUI、μC／FS、μC／TCP-IP等無縫結合。

在STM32CubeIDE中直接可以配置FreeRTOS，如上圖。STM32使用FreeRTOS的相關文章，請移步此處:使用STM32CubeMx工具，寫FreeRTOS的demo程序。

FreeRTOS資料多、生態活躍，在Cube中通過配置界面，三兩下上手這款操作系統，推薦拿來入門。

基于不同的需求，下文再介紹下其他RTOS。

2、μClinux

μClinux是一種優秀的嵌入式Linux版本，其全稱為micro-control Linux，從字面意思看是指微控制Linux。

同標準的Linux相比，μClinux的內核非常小，但是它仍然繼承了Linux操作系統的主要特性，包括良好的穩定性和移植性、強大的網絡功能、出色的文件系統支持、標準豐富的API，以及TCP／IP網絡協議等。因為沒有MMU內存管理單元，所以其多任務的實現需要一定技巧。

μClinux在結構上繼承了標準Linux的多任務實現方式，分為實時進程和普通進程，分別采用先來先服務和時間片輪轉調度，僅針對中低檔嵌入式CPU特點進行改良，且不支持內核搶占，實時性一般。

綜上可知，μClinux最大特點在于針對無MMU處理器設計，這對于沒有MMU功能的STM32F103來說是合適的，但移植此系統需要至少512KB的RAM空間，1MB的ROM/FLASH空間，而STM32F103擁有256K的FLASH，需要外接存儲器，這就增加了硬件設計的成本。

μClinux結構復雜，移植相對困難，內核也較大，其實時性也差一些，若開發的嵌入式產品注重文件系統和與網絡應用則μClinux是一個不錯的選擇。

3、μC／OS-II

μC／OS-II是在μC/OS的基礎上發展起來的，是用C語言編寫的一個結構小巧、搶占式的多任務實時內核。μC／OS-II能管理64個任務，并提供任務調度與管理、內存管理、任務間同步與通信、時間管理和中斷服務等功能，具有執行效率高、占用空間小、實時性能優良和擴展性強等特點。

在文件系統的支持方面，由于μC/OS-II是面向中小型嵌入式系統的，即使包含全部功能，編譯后內核也不到10 KB，所以系統本身并沒有提供對文件系統的支持。但是μC/OS-II具有良好的擴展性能，如果需要也可自行加入文件系統的內容。

在對硬件的支持上，μC/OS-II能夠支持當前流行的大部分CPU，μC/OS-II由于本身內核就很小，經過裁剪后的代碼最小可以為2KB，所需的最小數據RAM空間為4 KB，μC/OS-II的移植相對比較簡單，只需要修改與處理器相關的代碼就可以。

綜上可知，μC/OS-II是一個結構簡單、功能完備和實時性很強的嵌入式操作系統內核，針對于沒有MMU功能的CPU，它是非常合適的。它需要很少的內核代碼空間和數據存儲空間，擁有良好的實時性，良好的可擴展性能，并且是開源的，網上擁有很多的資料和實例，所以很適合向STM32F103這款CPU上移植。

4、eCos

eCos(embedded Configurable operating system)，即嵌入式可配置操作系統。它是一個源代碼開放的可配置、可移植、面向深度嵌入式應用的實時操作系統。

最大特點是配置靈活，采用模塊化設計，核心部分由小同的組件構成，包括內核、C語言庫和底層運行包等。

每個組件可提供大量的配置選項(實時內核也可作為可選配置)，使用eCos提供的配置工具可以很方便地配置，并通過不同的配置使得eCos能夠滿足不同的嵌入式應用要求。

eCos操作系統的可配置性非常強大，用戶可以自己加入所需的文件系統。eCos操作系統同樣支持當前流行的大部分嵌入式CPU，eCos操作系統可以在16位、32位和64位等不同體系結構之間移植。

eCos由于本身內核就很小，經過裁剪后的代碼最小可以為10 KB，所需的最小數據RAM空間為10 KB。

在系統移植方面 eCos操作系統的可移植性很好，要比μC／OS-II和μClinux容易。

綜上所述，eCos最大特點是配置靈活，并且支持無MMU的CPU的移植，開源且具有很好的移植性，也比較合適于移植到STM32平臺的CPU上。但eCOS的應用還不是太廣泛，還沒有像μC／OS-II那樣普遍，并且資料也沒有μC／OS-II多。eCos適合用于一些商業級或工業級對成本敏感的嵌入式系統,例如消費電子領域中的一些應用。

5、mbed OS

開源嵌入式操作系統，ARM公司將mbed OS免費提供給所有廠商使用，mbed提供了一個相對更加系統和更加全面的智能硬件開發環境。

主要功能：

提供用于開發物聯網設備的通用操作系統基礎，以解決嵌入式設計的碎片化問題。支持所有重要的連接性與設備管理開放標準，以實現面向未來的設計。使安全可升級的邊緣設備支持新增處理能力與功能。通過自動電源管理解決復雜的能耗問題。

主要特點：

開發速度快，功能強大，安全性高，為了量產化而設計，可離線開發，也可以在網頁上編輯。

6、RTX

是ARM公司的一款嵌入式實時操作系統，使用標準的C結構編寫，運用RealView編譯器進行編譯。不僅僅是一個實時內核，還具備豐富的中間層組件，不但免費，而且代碼也是開放的。

主要功能：

開始和停止任務（進程），除此之外還支持進程通信，例如任務的同步、共享資源（外設或內存）的管理、任務之間消息的傳遞。開發者可以使用基本函數去開啟實時運行器，去開始和終結任務，以及去傳遞任務間的控制（輪轉調度）。開發者可以賦予任務優先級。

主要特點：

支持時間片，搶占式和合作式調度。不限制數量的任務，每個任務都具有254的優先級。不限制數量的信號量，互斥信號量，消息郵箱和軟定時器。支持多線程和線程安全操作。使用MDK基于對話框的配置向導，可以很方便的完成MDK的配置。

7、都江堰

都江堰操作系統，簡稱djyos，得名于一個偉大的水利工程：都江堰。

與傳統操作系統不同，djyos不是以線程而是以事件為調度核心，這種調度算法使程序員擺脫模擬計算機執行過程編寫程序的思維方式，而是按人類認知世界的方式編寫應用程序，就如同在嵌入式編程中引入了VC似的。

djyos的調度算法使程序員可以擺脫線程和進程的束縛，djyos沒有有關線程的api，一個完全不懂線程知識的程序員也可以順利地在djyos下編寫應用程序。

djyos 操作系統是以事件為核心進行調度的，這種調度策略使程序員可以按人類認知事物的習慣而不是計算機的習慣來編程。

8、RT-Thread

嵌入式操作系統RTOS介紹，RT-Thread是一個集實時操作系統（RTOS）內核、中間件組件和開發者社區于一體的技術平臺，由熊譜翔先生帶領并集合開源社區力量開發而成，RT-Thread也是一個組件完整豐富、高度可伸縮、簡易開發、超低功耗、高安全性的物聯網操作系統。

RT-Thread具備一個IoT OS平臺所需的所有關鍵組件，例如GUI、網絡協議棧、安全傳輸、低功耗組件等等。經過11年的累積發展，RT-Thread已經擁有一個國內最大的嵌入式開源社區，同時被廣泛應用于能源、車載、醫療、消費電子等多個行業，累積裝機量超過兩千萬臺，成為國人自主開發、國內最成熟穩定和裝機量最大的開源RTOS。

國內最有可能成為Top 1，優勢在于豐富的組件，中立立場！趕上了時機，得到諸多芯片廠商的支持，也挺受開發者喜歡的。缺點在于本身的教程文檔和freertos等之類的比還是很弱。

審核編輯：彭菁