RTOS的ABC讨论
学习和应用 RTOS 好多年了。对RTOS的发展和应用有一些粗浅的想法。尤其认识了RAW OS(一款新的RTOS)的作者后，就更多的想法。就写在这里，让大家拍砖吧。
我心里一直对这几个问题耿耿于怀。
1、什么行业在什么情况下应用RTOS?
2、RTOS能解决什么样的问题？解决不了什么样的问题？
RTOS，稍微知道点技术的人都知道是Real-Time Operating System，意为实时操作系统，但“实时”这两个字却并不好理解。有硬实时和软实时之分。硬实时，可以理解为一个计算过程不仅仅依赖于计算结果的正确性，还依赖于结果的返回时间。操作系统可以保证这个时间的正确性。软实时，这个时间就不怎么太保证，偶尔的会超出，仅仅有统计上的意义。不严谨的说是这个意思。
因为要实时，所以调度算法不能使用普通的调度算法，调度算法有很多种；RTOS使用单调速率调度算法(RMS, Rate-Monotonic Scheduling)。当然，调度算法还有其他的种类，比如说最早截止时间优先算法(EDF)和最短空闲时间优先算法(LLF)，不过这些算法都是实验室里的算法。现在是这样，恐怕以后也是这样。还是RMS独领RTOS。RMS有一些假设，在这个假设的前提下，任务的执行时间不能超过70%，否则处理器调度不过来这些任务。但是这个假设比较的严格，适当的放宽后可以达到80%甚至85%。有兴趣的朋友可以读读相关的论文。
[1] Scheduling Algorithms for Multiprogramming in a Hard-Real-Time Environment, C.L.Liu
[2] Scheduling hard real-time systems: a review, A. Burns
[3] The Rate Monotonic Scheduling Algorithm: Exact Characterization And Average Case Behavior, John Lehoczky, Lui Sha, Ye Ding
看了之后，不禁佩服这些先哲，早已把这些问题看得这么透。我们只需要应用就好了。
市面上有许多RTOS操作系统，threadx, freeRtos, uC/OS-II, rtems, QNX, LynxOS, VxWorks, raw OS, ecos, NuttX……太多了。我们用了实时操作系统以为自己的应用就装进了保险箱，可是，Liu早就在1973年告诉我们，RMS算法是个静态的调度算法，也就是说，在应用运行之前，必须对应用做合理的分析。使得RMS可以调度该任务集，这样才能保证是实时的。换句话说，就是要分析一下，咱写的任务能不能让CPU调度过来，还要合理分配优先级。RTOS只是为我们提供好一个基石，而我们在这个基石上要构建我们的应用，还需要进一步的详尽的设计来保证RMS的正常工作。
什么行业什么情况下应用rtos呢？这个问题困扰了我很久，我之所以进入Rtos这个领域，完全是因为rtos操作系统经常与嵌入式三个字挂着钩。工作就与MCU打交道，久了自然就与rtos熟悉了。环顾四周，一般都是做一些单片机应用的公司用rtos。因为rtos已经移植好了，选了它，可以不用费心去写驱动，不用花力气去搞编译脚本，不用去费力气去调试底层。应用随便往上一放就好，可以说不费吹灰之力。 我身边大多数的公司都是这样，他们应用了rtos，甚至不知道硬实时和软实时的区别，甚至不知道硬实时对任务集调度时间有要求(不能超过70%)。 这类应用就是图方便，实惠，免费。
再有就是军事部门用的系统，我有朋友在中科院做高速并行计算平台，用VxWorks。通过分析，大多数时候，这种应用要得仅仅是性能，而不是实时。因为足够的快就行了。如何足够的快，首先要微内核，在然后就是内核可剥夺。可以说，RMS算法的副产品性能恐怕才是他们真正需要的。
我们的嫦娥，神9上天了，听说里面用得rtems只剩下“芯”了。我一个从事这方面的朋友对我说，因为你不熟悉，上天的东西没你想的那么先进。其实东西很老旧的，都是40MHz、50MHz的星载处理器(其实就是咱们用的powerpc和sparc等cpu防辐射加强版)。要得就是可靠性。我一想是啊，上了天了，坏了不能再发个飞船去修啊。那还不如重新搞个新的上天呢。rtos的可靠性，稳定性；由于硬实时的一个最大的好处，就是行为可预测，加上RTOS的实现的简洁，大量的测试。rtos的可靠性和稳定性是非linux和windows这样的桌面级操作系统能比的。(Ps, linux新内核也在弄rtos的部分，可以关注啊)
和Raw OS的作者聊起，他说 RTOS 做通用的控制。加上我的一点点行业经验，RTOS的应用领域包括部分的工业控制和一些医疗、航空航天电子，极小部分的消费类电子。绝大部分需要实时性的项目，其实里面真正需要实时的任务也不过就那么几个(一般不超过3个)。并不是每个任务都需要实时，那是不切实际的。
