本教程中關(guān)于FreeRTOS 的原理性知識(shí)均參考自FreeRTOS 官方手冊：《FreeRTOS Reference Manual》和《Using the FreeRTOS Real Time Kernel - A PracticalGuide》， 其中大多數(shù)的理論知識(shí)都是翻譯自這兩本手冊，有關(guān)Cortex-M的內(nèi)核知識(shí)參考自《The Definitive Guide to ARM Cortex -M3 and Cortex-M4 Processors， 3rd Edition》這本書。本教程作為FreeRTOS學(xué)習(xí)、參考資料全部免費(fèi)公開，包括教程中的實(shí)驗(yàn)源碼！

　　我們看一下FreeRTOS的名字，可以分為兩部分：Free和RTOS， Free 就是免費(fèi)的、自由的、不受約束的意思，RTOS全稱是Real Time Operating System，中文名就是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。可以看出FreeROTS就是一個(gè)免費(fèi)的RTOS類系統(tǒng)。這里要注意，RTOS不是指某一一個(gè)確定的系統(tǒng)，而是指一類系統(tǒng)。比如ucOs， FreeRTOS， RTX，RT-Thread 等這些都是RTOS類操作系統(tǒng)。

　　操作系統(tǒng)允許多個(gè)任務(wù)同時(shí)運(yùn)行，這個(gè)叫做多任務(wù)，實(shí)際上，一個(gè)處理器核心在某一時(shí)刻只能運(yùn)行一個(gè)任務(wù)。操作系統(tǒng)中任務(wù)調(diào)度器的責(zé)任就是決定在某- -時(shí)刻究競運(yùn)行哪個(gè)任務(wù)，任務(wù)調(diào)度在各個(gè)任務(wù)之間的切換非常快！這就給人們造成了同--時(shí)刻有多個(gè)任務(wù)同時(shí)運(yùn)行的錯(cuò)覺。

　　操作系統(tǒng)的分類方式可以由任務(wù)調(diào)度器的工作方式?jīng)Q定，比如有的操作系統(tǒng)給每個(gè)任務(wù)分配同樣的運(yùn)行時(shí)間，時(shí)間到了就輪到下一個(gè)任務(wù)，Unix操作系統(tǒng)就是這樣的。RTOS 的任務(wù)調(diào)度器被設(shè)計(jì)為可預(yù)測的，而這正是嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)所需要的，實(shí)時(shí)環(huán)境中要求操作系統(tǒng)必須對(duì)某一個(gè)事件做出實(shí)時(shí)的響應(yīng)，因此系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度器的行為必須是可預(yù)測的。像FreeRTOS這種傳統(tǒng)的RTOS類操作系統(tǒng)是由用戶給每個(gè)任務(wù)分配一個(gè)任務(wù)優(yōu)先級(jí)，任務(wù)調(diào)度器就可以根據(jù)此優(yōu)先級(jí)來決定下-刻應(yīng)該運(yùn)行哪個(gè)任務(wù)。

　　FreeRTOS是RTOS系統(tǒng)的一種，F(xiàn)reeRTOS十分的小巧，可以在資源有限的微控制器中運(yùn)行，當(dāng)然了，F(xiàn)reeRTOS不僅局限于在微控制器中使用。但從文件數(shù)量上來看FreeRTOS 要比UCOSII和UCOSIII小的多。

　　1.1.2為什么選擇FreeRTOS？

　　上面我們說了RTOS類系統(tǒng)有很多，為什么要選擇FreeRTOS呢？在UCOS教程中，我們說過學(xué)習(xí)RTOS首選UCOS，因?yàn)閁COs的資料很多，尤其是中文資料！但是FreeRTOS的資料少，而且大多數(shù)是英文的，我為何要選擇它？原因如下：

　　1、FreeRTOS 免費(fèi)！這是最重要的一點(diǎn)，UCOS是要收費(fèi)的，學(xué)習(xí)RTOS系統(tǒng)的話UCOS是首選，但是做產(chǎn)品的話就要考慮一下成本了。 顯而易見的，F(xiàn)reeRTOS在此時(shí)就是一一個(gè)很好的選擇，當(dāng)然了也可以選擇其他的免費(fèi)的RTOS系統(tǒng)。

　　2、許多其他半導(dǎo)體廠商產(chǎn)品的SDK包就使用FreeRTOS作為其操作系統(tǒng)，尤其是WIFI、藍(lán)牙這些帶協(xié)議棧的芯片或模塊。

　　3、許多軟件廠商也使用FreeRTOS做本公司軟件的操作系統(tǒng)，比如著名的TouchGFX，其所有的例程都是基于FreeRTOS操作系統(tǒng)的。ST公司的所有要使用到RTOS系統(tǒng)的例程也均采用了FreeRTOS，由此可見免費(fèi)的力量啊！

　　3、簡單，F(xiàn)reeRTOS的文件數(shù)量很少，這個(gè)在我們后面的具體學(xué)習(xí)中就會(huì)看到，和UCOS系統(tǒng)相比要少很多！

　　4、文檔相對(duì)齊全，在FreeRTOS的官網(wǎng)（ wwwfreertos.org）。上可以找到所需的文檔和源碼，但是所有的文檔都是英文版本的，而且下載pdf文檔的時(shí)候是要收費(fèi)的。

　　5、FreeRTOS被移植到了很多不同的微處理器上，比如我們使用的STM32， F1、F3、F4和最新的F7都有移植，這個(gè)極大的方便了我們學(xué)習(xí)和使用。

　　6、社會(huì)占有量很高，EEtimes 統(tǒng)計(jì)的2015年RTOS系統(tǒng)占有量中FreeRTOS已經(jīng)躍升至第一位，如圖1.1.1所示。

　　1.1.3 FreeRTOS特點(diǎn)

　　FreeRTOS是一一個(gè)可裁剪的小型RTOS系統(tǒng)，其特點(diǎn)包括：

　　FreeRTOS的內(nèi)核支持搶占式，合作式和時(shí)間片調(diào)度。

　　SafeRTOS衍生自FreeRTOs， SafeRTOS 在代碼完整性上相比FreeRTOS更勝一籌。

　　提供了一個(gè)用于低功耗的Tickless模式。

　　系統(tǒng)的組件在創(chuàng)建時(shí)可以選擇動(dòng)態(tài)或者靜態(tài)的RAM，比如任務(wù)、消息隊(duì)列、信號(hào)量、軟件定時(shí)器等等。

　　已經(jīng)在超過30種架構(gòu)的芯片上進(jìn)行了移植。

　　FreeRTOS-MPU支持Corex-M系列中的MPU單元，如STM32F103.

　　FreeRTOS系統(tǒng)簡單、小巧、易用，通常情況下內(nèi)核占用4k-9k字節(jié)的空間。高可移植性，代碼主要C語言編寫。

　　支持實(shí)時(shí)任務(wù)和協(xié)程（co-routines也有稱為合作式、協(xié)同程序，本教程均成為協(xié)程）。

　　任務(wù)與任務(wù)、任務(wù)與中斷之間可以使用任務(wù)通知、消息隊(duì)列、二值信號(hào)量、數(shù)值型信號(hào)量、遞歸互斥信號(hào)量和互斥信號(hào)量進(jìn)行通信和同步。

　　創(chuàng)新的事件組（或者事件標(biāo)志）。

　　具有優(yōu)先級(jí)繼承特性的互斥信號(hào)量。

　　高效的軟件定時(shí)器。強(qiáng)大的跟蹤執(zhí)行功能。

　　堆棧溢出檢測功能。

　　任務(wù)數(shù)量不限。

　　任務(wù)優(yōu)先級(jí)不限。