對于搞單片機的特別用8051系列工程師來說，談到單片機的RTOS，很多時候會問一句：“為什么要用RTOS？單片機就這一點資源，使用RTOS能保證效率嗎？” 對于這個問題，我會反問：“你用單片機的目的是什么？是為了用單片機的C編程，單片機的匯編編程甚至于用單片機的二進制指令編程？”上個世紀80年代，工程師用二進制指令給Z80編程，現(xiàn)在還有誰在用？現(xiàn)在還有人死抱著匯編不放，但越來越多的人工程師使用C編程（我起初也是使用匯編的），為什么？

因為我們的目的是在有限的時間甚至是不充足的時間內(nèi)把項目保質(zhì)保量的完成！使用什么工具和方法是次要的（如果你的項目以成本放在第一位，則另當別論，這時，也是要考慮開發(fā)時間的）。時間就是金錢啊，一個產(chǎn)品在單片機上增加些許成本是可以接受的。 況且，使用8051系列單片機時，單片機資源也常有富余，CPU一般情況也只是空轉(zhuǎn)，這就為它使用RTOS創(chuàng)造了條件。那么，使用RTOS的好處呢？ 我舉一個例子吧。假設(shè)我們編一個串行通訊程序，通訊協(xié)議如下：數(shù)據(jù)包長度為NBYTE，起始字節(jié)為STARTBYTE1,STARTBYTE2，最后一個字節(jié)為檢驗和，中間字節(jié)不可能出現(xiàn)連續(xù)出現(xiàn)STARTBYTE1，STARTBYTE2。 第一種方法，在中斷中處理協(xié)議：

?

unsigned char Buf[NBYTE-2];
bit GetRight = 0;
void comm(void) interrupt 4//"串行口中斷"
{
    static unsigned char Sum,Flag = 0,i;
    unsigned char temp;
    if(RI == 1)
    {
        RI = 0;
        temp = SBUF;
        switch(Flag)
        {
        case 0:
            if(temp == STARTBYTE1)
            {
                Flag = 1;
            }
            break;
        case 1: 
            if(temp == STARTBYTE2)
            {
                Sum = STARTBYTE1 + STARTBYTE2;
                i = 0;
                Flag = 2;
                break;
            }
            if(temp == STARTBYTE1) break;
            Flag = 0;
            break;
        case 2:
            if(temp == STARTBYTE1)
            {
                Flag = 3;
                break;
            }
            Sum += temp;
            if((i >= (NBYTE-3)) && Sum == 0)
            {
                GetRight = 1;
                Flag = 0;
                break;
            }
            Buf[i++] = temp;
            break;
        case 3:
            if(temp == STARTBYTE2)
            {
                Sum = STARTBYTE1 + STARTBYTE2;
                Flag = 2;
                i = 0;
                break;
            }
            Sum += STARTBYTE1;
            if((i >= (NBYTE - 3))&&Sum == 0)
            {
                GetRight = 1;
                Flag = 0;
                break;
            }
            Buf[i++] = STARTBYTE1;
            if(temp == STARTBYTE1)
            {
                break; 
            }
            Sum += temp;
            if((i >= (NBYTE-3))&&Sum == 0)
            {
                GetRight = 1;
                Flag = 0;
                break;
            }
            Buf[i++] = temp;
            Flag = 2;
            break;
        }
    }
} 

第二種方法，使用隊列中斷函數(shù)：

void comm(void) interrupt 4//"串行口中斷"
{
    if(RI == 1)
    {
        RI=0;
        SBUF 入隊;
    }
}  

? 主程序不斷調(diào)用的函數(shù):

unsigned char Buf[NBYTE-2];
unsigned char ReadSerial(unsigned char *cp)
{
    unsigned char i;
    unsigned char temp,Sum;
    temp = 隊列中數(shù)據(jù)個數(shù);
    if(temp < (NBYTE)) return 0;


    出隊 temp;
    if(temp != STARTBYTE1) return 0;


    temp=隊列首字節(jié); 
    if(temp != STARTBYTE2) return 0;


    出隊 temp;
    sum = STARTBYTE1 + STARTBYTE2;
    for(i = 0;i < NBYTE-3;i++)
    {
        temp = 隊列首字節(jié);
        if(temp == STARTBYTE1)
        {
            temp = 隊列次首字節(jié);
            if(temp == STARTBYTE2) return 0;
        }
        出隊 temp;
        *cp++ = temp;
        Sum += temp;
    }
    temp = 隊列首字節(jié);
    Sum += temp;
    if(Sum != 0) return 0;
    出隊 temp;
    return 1;
} 

第三種方法，使用RTOS中斷函數(shù)：

 void comm(void) interrupt 4//"串行口中斷"
 {
     OS_INT_ENTER();
     if(RI == 1)
     {
        RI = 0;
        OSIntSendSignal(RECIVE_TASK_ID);
     }
     OSIntExit();
} 

ID為RECIVE_TASK_ID的任務(wù).

 void Recive(void)
 {
     unsigned char temp,temp1,Sum,i; 
     OSWait(K_SIG,0);
     temp = SBUF;
     while(1)
     {
         while(1)
         {
             OSWait(K_SIG,0);
             temp1 = SBUF;
             if((temp == STARTBYTE1)&&(temp1 == STARTBYTE2)) break;
             temp = temp1;
         }
         Sum = STARTBYTE1 + STARTBYTE2;
         OSWait(K_SIG,0);
         temp = SBUF;
         for(i = 0;i < NBYTE-3;i++)
         {
             OSWait(K_SIG,0);
             temp1 = SBUF;
             if((temp == STARTBYTE1)&&(temp1 == STARTBYTE2))
             {
                 OSWait(K_SIG,0);
                 temp=SBUF;
                 i = -1;
                 Sum = STARTBYTE1 + STARTBYTE2;
                 continue;
             }
             Buf[i] = temp;
             Sum += temp;
             temp = temp1;
         }
         Sum += temp1;
         if(Sum == 0) OSSendSignal(命令解釋任務(wù) ID);
     }
}

?　　以下為這幾種方法的比較可讀性和編程容易性方面 第三鐘方法最好（如果允許使用goto語句，程序更加簡單易讀） 第二種次之（因為要編隊列程序） 第一種相對較差，如果協(xié)議更加復(fù)雜，這方面更加明顯。 程序簡單易讀，自然出錯機會小了。 RAM占用方面，第三種方法較少，第二種最多（因為隊列占用大量空間），第一種最少。 中斷執(zhí)行時間方面，第三種方法最長，第二種最短，第一種較長。 從功能方面，第三種方法最強，它還可以進行超時處理（雖然例子程序沒有），其它方法均不行。

　　如果數(shù)據(jù)來的太快，命令處理程序來不及處理，三種方法處理方式不太一樣，第一種和第三種方法類似：丟棄以前數(shù)據(jù)，第二種則是丟棄后到的數(shù)據(jù)。而且，第二種方法必須等命令處理程序完成后才處理下一個數(shù)據(jù)包，而第一種和第三種方只需命令處理程序?qū)?shù)據(jù)收取后就可處理下一個數(shù)據(jù)包。也就是說，第一種和第三種與命令處理程序并行處理，第二種方法為串行處理。

　　現(xiàn)在，一般情況下，開發(fā)的效率第一，執(zhí)行的效率（包括執(zhí)行時間和資源占用）第二。在這種情況下，降低些許效率換取開發(fā)的效率的較大提高，何樂而不為？ 何況，單個模塊的執(zhí)行的效率高不等于整個程序執(zhí)行效率高。例如，如果程序需要等待一段時間，一般用程序延時或定時器延時。無論何種方法，CPU不再處理其它工作，效率很低。而用RTOS，等待的時候CPU可以處理其它工作，效率得到提高。 以下摘自《uC/OS-II--源碼公開的實時嵌入式操作系統(tǒng)》： “實時內(nèi)核也稱為實時操作系統(tǒng)或RTOS。

　　使用它使得實時應(yīng)用程序的設(shè)計和擴展變得容易。不需要大的改動就可以增加新的功能。通過應(yīng)用程序分割為若干獨立的任務(wù)，RTOS使得應(yīng)用程序的設(shè)計過程大為簡化。使用可剝奪性的內(nèi)核時，所有時間要求苛刻的事件都得到了盡可能快捷、有效的處理。通過有效的服務(wù)；如信號量、郵箱、隊列、延時、超時等；RTOS使得資源得到更好的利用。“如果應(yīng)用項目對額外的需求可以承受，應(yīng)該考慮使用實時內(nèi)核。這些額外的需求是：內(nèi)核的價格，額外ROM/RAM開銷，2至4百分點的CPU額外負擔。“還有沒提到的一個因素是使用實時內(nèi)核增加的價格成本。在一些應(yīng)用中，價格就是一切，以至于對使用RTOS連想都不敢想。”

　　總而言之，適用的就是最好的，不要拒絕RTOS，在它適用的情況下，它工作得很好。

編輯：黃飛

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