朱天龍：學(xué)習(xí)和掌握RTOS最好的方法

在討論“如何學(xué)習(xí)和掌握RTOS“這件事情之前，我們首先要明確一點(diǎn)：我們是否有必要學(xué)習(xí)RTOS?

關(guān)于這一點(diǎn)，可以看我18年的時(shí)候?qū)懙囊黄恼?/span>《該不該用RTOS？我們只做對的選擇》。這篇文章里的一些觀點(diǎn)放在今天，仍然是適用的。比如：裸機(jī)在并發(fā)性、模塊化、實(shí)時(shí)性、可重用性以及生態(tài)上的缺陷。當(dāng)你使用裸機(jī)寫的軟件越多，功能越復(fù)雜，你所遇到的問題也會越來越多。

這次主要是想跟大家分享一下”如何學(xué)習(xí)和掌握RTOS”，為什么會有這個(gè)想法呢，其實(shí)動機(jī)也很巧合，是因?yàn)槲铱吹揭粋€(gè)群友的觀點(diǎn)和我的觀點(diǎn)非常相似，也看到大家都有這樣的需求，所以總結(jié)了之前學(xué)習(xí)RTOS的經(jīng)驗(yàn)，跟大家做個(gè)分享。

自上而下：先用起來再向下學(xué)習(xí)

我們在學(xué)習(xí)一款RTOS時(shí)，由于RTOS都是包含各種模塊的復(fù)雜系統(tǒng)，學(xué)習(xí)時(shí)，首先要先建立宏觀認(rèn)識，了解RTOS的整體架構(gòu)，掌握RTOS上的應(yīng)用開發(fā)。

最好的方式是選擇一個(gè)有豐富文檔和例程的RTOS，基于RTOS系統(tǒng)的一整套示例代碼進(jìn)行學(xué)習(xí)是一個(gè)非常好的方法。通過使用這些示例代碼，可以深入了解RTOS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方式，學(xué)會如何使用RTOS來開發(fā)應(yīng)用程序，也使我們的學(xué)習(xí)過程不會那么枯燥。

具體怎么實(shí)操呢？以RT-Thread新出的星火1號學(xué)習(xí)板為例?！毙腔?號”是RT-Thread專門為初學(xué)者設(shè)計(jì)的一套學(xué)習(xí)板，包含了豐富的例程，從內(nèi)核到外設(shè)、從組件到各種各樣的Demo。通過學(xué)習(xí)這樣的示例程序，直接運(yùn)行就可以看到現(xiàn)象，并且每個(gè)例程都有對應(yīng)的說明文檔，這樣就可以比較輕松的掌握RTOS的應(yīng)用開發(fā)。掌握應(yīng)用開發(fā)之后，再慢慢的深入下去，深入到內(nèi)核、架構(gòu)、底層。

循序漸進(jìn)

RTOS是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，學(xué)習(xí)RTOS時(shí)，不能心急，”一口吃不成大胖子“，要按照方法循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)。一個(gè)RTOS的SDK通常會提供多種示例項(xiàng)目，包括內(nèi)核、外設(shè)、文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等，這些示例項(xiàng)目可以幫助你更好地理解RTOS系統(tǒng)的各個(gè)方面。可以從簡單的示例開始，逐步深入到更復(fù)雜的項(xiàng)目中，以便更好地掌握RTOS的開發(fā)技能。

同樣以星火1號的SDK為例，就包括了內(nèi)核、基礎(chǔ)外設(shè)、高級外設(shè)、組件、IoT、綜合demo 6個(gè)級別的示例程序，難度從易到難。學(xué)習(xí)時(shí)，可以遵循SDK的難度梯度，一個(gè)階段一個(gè)階段的學(xué)習(xí)。

勤動手多做實(shí)驗(yàn)

編寫代碼和進(jìn)行內(nèi)核實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)RTOS的重要方法之一。通過編寫代碼，可以更深入地了解RTOS的API函數(shù)、內(nèi)核機(jī)制以及如何使用RTOS來開發(fā)實(shí)時(shí)應(yīng)用程序。

在進(jìn)行內(nèi)核實(shí)驗(yàn)時(shí)，針對同一個(gè)應(yīng)用場景，可以使用不同的系統(tǒng)API來實(shí)現(xiàn)，對比不同API使用上的差異，以及實(shí)現(xiàn)效果下的差別，更好的加深對內(nèi)核機(jī)制的理解。

星火1號，針對內(nèi)核的學(xué)習(xí)需求，單獨(dú)準(zhǔn)備了一個(gè)內(nèi)核學(xué)習(xí)例程01_kernel，這個(gè)例程里包含一個(gè)基本的內(nèi)核工程，以及一套內(nèi)核實(shí)驗(yàn)手冊。根據(jù)內(nèi)核實(shí)驗(yàn)手冊，可以自己動手做一些針對內(nèi)核的API試驗(yàn)，比如兩個(gè)同優(yōu)先級的線程相互切換、高優(yōu)先級線程搶占低優(yōu)先級的線程等，借助這些有趣的實(shí)驗(yàn)，不知不覺的就掌握了RTOS內(nèi)核的精髓?？梢愿玫恼莆誖TOS應(yīng)用開發(fā)。

多借助工具

此外，還可以借助一些工具來輔助RTOS的學(xué)習(xí)，比如仿真平臺或者硬件調(diào)試器。通過仿真平臺或者硬件調(diào)試器來進(jìn)行內(nèi)核實(shí)驗(yàn)，就可以單步程序的運(yùn)行。單步應(yīng)用程序，可以從應(yīng)用代碼直接深入到內(nèi)核代碼，從而更好地了解RTOS的內(nèi)核機(jī)制。

這方面常見的RTOS一般都支持QEMU的方式，借助QEMU可以直接單步程序深入理解內(nèi)核機(jī)制。但是仿真平臺也有缺點(diǎn)，就是無法很好的仿真硬件外設(shè)，比如嵌入式中常用的I2C、SPI、CAN等通信協(xié)議，或者一些溫濕度傳感器等外部模塊，就不適合使用仿真平臺了。這一點(diǎn)，星火1號做的也很不錯，它板載了ST-Link調(diào)試器，可以直接借助RT-Thread Studio來下載調(diào)試程序。單步程序的運(yùn)行，非常適合初學(xué)者入門。

總結(jié)下來：學(xué)習(xí)和掌握RTOS最好的方法，就是自上而下的學(xué)習(xí)。按照難易程度循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)的同時(shí)，也要多動手多做實(shí)驗(yàn)。還可以多借助調(diào)試工具深入到RTOS內(nèi)部，可以更好的理解RTOS內(nèi)部機(jī)制。

最后給大家推薦一下我們最近新出的“星火1號“學(xué)習(xí)板，這款開發(fā)板是專為初學(xué)者而設(shè)計(jì)的，內(nèi)置例程豐富而且按照難度分成了6個(gè)模塊，非常適合初學(xué)者入門RTOS。

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