FreeRTOS

FreeRTOS

File:Logo freeRTOS.png
開發者	Real Time Engineers Ltd.
作業系統家族	實時操作系統
運作狀態	活躍
源碼模式	可取得原代碼
當前版本	Template:Software version
市場取向	嵌入式設備
支援平台	ARM (ARM7, ARM9, Cortex-M3, ARM Cortex-M4, Cortex-A), Atmel AVR, , , , (APS1, APS3, APS3R, APS5, FPF3, FPS6, FPS8), MSP430, PIC, Renesas H8/S, SuperH, RX, x86, 8052, , , 78K0R, Fujitsu MB91460 series, Fujitsu MB96340 series, Nios II, Cortex-R4, TMS570, RM4x
內核類別	微內核
許可證	MIT許可證
官方網站	www.freertos.org

FreeRTOS是一個熱門的嵌入式裝置用即時作業系統核心，它於2003年由Richard Barry設計，並已被經成功移植到35種不同的微控制器上。FreeRTOS採用MIT許可證授權。

實作

FreeRTOS的設計小巧且簡易，整個核心程式碼只有3到4個C檔案，為了讓程式碼容易閱讀、移植和維護，大部分的程式碼都是以C語言編寫，只有一些函式（多數是架構特定排班副程式）採用組合語言編寫。

FreeRTOS提供許多方法以實現多線程（threads）、多作業（task）、互斥鎖（mutex）、號誌（semaphore）和軟體計時器（software timer），有個為低耗電應用程式提供的無嘀嗒（tick-less）模式，執行緒的優先權管理也有支援，此外，FreeRTOS提供了四種記憶體配置的模式：

• 僅配置（allocate only）
• 以非常簡易但快速的演算法進行配置與釋放
• 搭配，以較複雜但快速的演算法進行配置與釋放
• 搭配互斥保護，以 C 函式庫配置進行配置與釋放

FreeRTOS中沒有一些像Linux、Microsoft Windows等典型作業系統具有的先進特徵，例如、先進記憶體管理機制、使用者管理和網路管理，FreeRTOS著重在執行的簡潔與速度，FreeRTOS有時會被視為是一個『執行緒函式庫』而非『作業系統』，儘管可以找到命令列介面和類似POSIX I/O 介面的插件。

FreeRTOS實作了多執行緒，主程式會在規律的短時間區間內呼叫一個執行緒時計方法，這個方法會以循環制依照任務的優先順序進行任務切換，一般來說，這個短時間區間介於 1/1000 秒與 1/100 秒之間，透過一個硬體時計中斷來計時，但這個區間經常隨著特定的應用而改變。

從FreeRTOS官網（FreeRTOS.org（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館））所下載到的程式碼包含準備用來移植或編譯的設定檔和演示程式碼，讓使用者可以快速地進行應用程式設計。

主要特色

• 記憶體足跡非常小，低（overhead）且執行非常快速
• 提供低電耗應用程式無計時選項
• 對作業系統新手而言，很適合作為入門教材，對於專業開發者來說則適合用於商業產品開發
• 排程器可以設定成可搶先（preemptive）或（cooperative operation）
• 提供共用副程式（coroutine），在FreeRTOS中，共用副程式是一個記憶體堆疊用量非常有限但非常簡易輕巧的任務
• 支援使用（generic trace macros（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）. ）

支援平台

• Altera Nios II
• ARM architecture
  • ARM7
  • ARM9
  • ARM Cortex-M
  • ARM Cortex-A
• Atmel
  • Atmel AVR
  • SAM3
  • SAM4
  • SAM7
  • SAM9
  • SAM D20
  • SAM L21
• • APS1
  • APS3
  • APS3R
  • APS5
  • FPS6
  • FPS8
• • PSoC
• Fujitsu
  • FM3 series
  • MB91460 series
  • MB96340
• Freescale
  • V1
  • Coldfire V2
  • Kinetis
• IBM
  • ,PPC404
• Infineon
• Intel
  • x86
  • 8052
• PIC微控制器
  • PIC18
  • PIC24
  • dsPIC
  • PIC32
• • Multiclet P1
• NXP（）
  • LPC1000
  • LPC2000
  • LPC4300
• Renesas
  • 78K0R
  • RL78
  • H8/S
  • RX600
  • RX200
  • SuperH
• STMicroelectronics
  • STM32
  • STR7
• Texas Instruments
  • MSP430
  • Stellaris
  • （TMS570LS04 & RM42）
• Xilinx
  • Zynq-7000

相關系統

SafeRTOS

SafeRTOS的功能和FreeRTOS類似，但是是為實現安全關鍵系統所設計。FreeRTOS的機能模型經過完全的HAZOP，其機能模型及API因為使用者誤用或是硬體失效造成的弱點都已經識別且修正。最後的需求經過完整IEC 61508 SIL 3開發生命週期來實現，也是只有軟體的元件可以達到的最高等級。

SafeRTOS是由WITTENSTEIN high integrity systems開發，原開發者 Real Time Engineers Ltd 為其合作夥伴。SafeRTOS和FreeRTOS有相同的排程演算法，相似的API，其他方面也相當類似，不過是因為不同的目標而設計的。SafeRTOS只用C語言進行開發，以符合IEC61508的認證需求。

在作業系統中，SafeRTOS有其獨特的地方，是只需要放在微處理器中的唯讀記憶體（ROM）即可，因此可以進行IEC61508或是其他安全或是可靠度相關的完整軟體及硬體預認證。若是放在唯讀記憶體中，SafeRTOS代碼只能依照原始的組態來執行，因此用這套作業系統的設備的認證測試，不需在安全認證中重新測試其開發的程式。

德州儀器會針對其TI Stellaris系列的部份MCU的ROM裡加上SafeRTOS，因此客戶可以將SafeRTOS用在商業應用中，而不用採購其原代碼。在這種使用方式下，會提供一個簡單的C語言標頭檔將SafeRTOS的API函式對映於其在ROM中對應位置內。這種將SafeRTOS放在唯讀記憶體的作法相當理想，因為其中的程式不會被修改，去除了使用者的錯誤，也確保在專案開發過程中，SafeRTOS部份的程式都和認證時的相同。

OpenRTOS

OpenRTOS也是和FreeRTOS有關的專案，其代碼和FreeRTOS完全相同，但是其授權及收費方式不同。OpenRTOS是由WITTENSTEIN Aerospace and Simulation Ltd提供的軟體，其授權要求移除了所有參考GNU通用公共許可證的內容。OpenRTOS是商業軟體，需購買後才能使用，也沒有上述的授權要求，購買OpenRTOS的客戶也可以獲得完整的技術支援。

參見

• 嵌入式操作系統

外部鏈接

• Official website（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• OPENRTOS
• SAFERTOS（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• FreeRTOS+Trace（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• FreeRTOS ecosystem products（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• 成功大學 FreeRTOS（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）