FreeRTOS的一个简单介绍。包含了它的一些feature的简介。

1. FreeRTOS

2. What is FreeRTOS
• 多任务的嵌入式RTOS。
• 开源免费，可用于商业产品，无任何IP风险。
• 始于2003年。12年历史。
• 由Real Time Engineers ltd. 开发和维护。
• 占有率仅次于Android和Ubuntu。深度嵌入
式领域市场占有率最高的RTOS。
• 简单。核心只有3个c文件。

3. 设计目标
From official documents :
• 易用
• 低内存占用（Small footprint）
• 健壮

4. 核心功能
core kernel仅仅提供：
• 实时任务调度
• 任务间通信
• Timing
• 同步原语
其它功能，如网络协议栈等，均作为add-on
组件。

5. Feature: task和co-routine
• Scheduler决定哪个task执行。每个task有独立的stack。当
task被scheduler换出执行时，执行上下文被保存在stack以
便下次换入执行。
• Co-routine适用于非常小的设备。与task类似，但同一个
application中的所有co-routine共用一个stack。比起task来
极大的节省ram。代价是在co-routine组织和api调用方面受
到一些严格的限制。
• FreeRTOS不会删掉co-routine的实现，但也不会再继续改进
和发展co-routine。因为近日已经很少使用co-routine。
• 某些地方co-routine译作”协程”

6. 进程：4种状态和转换

7. Feature : Tickless Idle Mode
• 一个常见的降低功耗的做法是使用Idle task。
• Idle task运行在最低执行权限，调用用户定义的hook函数，
可以使processor进入低功耗模式。
• FreeRTOS提供了Tickless Idle Mode停止tick中断，防止
processor不停的退出/进入低功耗模式。
• 退出Tickless Idle Mode时，仍能调整tick count value为正确
的值。

8. Feature：Queue
• Queue是任务间通信的主要方式。线程安全的FIFO buffer。
• 数据是以copy的方式进入queue，而不是指针。
• Kernel负责为queue中存储的data分配内存。
• 提供block on queue功能。可以指定最大block time。当读
取一个empty的queue，或向一个full queue写入时，task进
入阻塞状态。
• Queue set功能，类似于select()，block on multiple objects。

9. Feature ：Binary Semaphores，mutex
• 二元信号量用于互斥和同步。
• 允许设定block time。
• Binary Semaphores + 优先级实现 = mutex
如果 task A试图获得一个mutex因而阻塞，此mutex当前的
持有者task B的优先级低于A，那么B的优先级被暂时提升到
与A相同。 此举是为了保证高优先级task被block的时间尽可
能短。

10. Feature: Software Timer
函数在指定时间之后运行。 FreeRTOS的timer实现：
• 可选的，不属于core kernel。
• 由一个timer service（或daemon） task实现。
• 许多api的实现是通过标准的queue向timer task发送命令。
• 不消耗processor时间，除非timer已到期。
• 不在tick interupt中增加任何负载。
• 支持one-shot和auto-reload两种timer。

11. Feature:debug支持
• Trace Hook Macros
• Run Time Statistics (Abs time and % time for
each task)

12. Feature : simulator
• Windows
• Posix/linux

13. Feature ： 内存管理
• 多种内存管理策略
• 定制heap实现，同时使用2种堆实现
• MPU支持。 Cortex-M3 FreeRTOS-MPU port.
• 检测stack overflow

14. footprint
RAM:
• Scheduler ：236 bytes.
• Every Queue: 76bytes + queue data
• Every Task : 64 bytes + stack size
ROM:
• Kernel : 5 – 10 K. (minimal)

15. Feature ： hook
• Idle Hook
• Tick Hook
• Malloc Failed Hook
• Stack Overflow Hook