【内核对比】CesiμmRTOS vs FreeRTOS

BMRTECH2017

µC/OS的商业版Cesiμm RTOS，和FreeRTOS是嵌入式软件领域流行的两种实时内核。虽然这两款RTOS功能相似，并且具有可比较的执行指标，但它们都有各自的优点和缺点，本文将分析一下其差异。

功能区别

Cesiμm RTOS和FreeRTOS的API之间存在比较大的差异。以信号量创建为例，FreeRTOS提供了下列对象创建函数:

与信号量创建函数一样，互斥信号量和队列也使用类似的函数变体，而非一个统一的函数来创建这些内核对象，导致用户必须熟悉更多的API。

虽然FreeRTOS这些函数使得在应用程序中查找相应的信号量创建函数更容易，但用户需要付出更多努力理解每个函数的具体用途。相反，使用Cesiμm RTOS，信号量或互斥量创建更简单。

传递给函数的参数将决定用户创建的对象类型。这种方法非常简单，用户不需要象FreeRTOS一样，在调试时执行多个重定向创建函数。通过OSSemCreate()函数，根据参数值可以创建二值、计数或静态信号量，设置初始计数并将信号量数据对象定义为静态变量或非静态变量。通过传入创建函数的不同参数，创建与FreeRTOS相同类型的对象，而无需为每个对象单独提供函数。从使用上讲，Cesiμm RTOS的功能没有缺失，但调试时需要了解、管理和维护的API更少。

调试特性

FreeRTOS中，信号量创建函数将映射到等效队列函数实例中。例如:

随着函数嵌套深度的增加，在调试期间跟踪错误将变得更加困难。而在Cesiμm RTOS中调试信号量、队列或互斥信号量的创建更简单，更容易找到故障点或错误配置。例如xSemaphoreTake()函数将调用xQueueSemaphoreTake()函数，后者将根据调用来自信号量还是队列，实现后续操作。额外的条件处理使函数在调试时的跟踪更加复杂。相比之下，Cesiμm RTOS中的创建函数更直接、简短，并且能更快的调试并识别问题。在性能方面，两者几乎相同，但从开发人员的角度来看，Cesiμm RTOS代码将更容易跟踪。

  

特性区别

尽管两个内核提供的功能相似，但Cesiμm RTOS提供了更高的代码质量和一些独特的特性。其中包括更具描述性的错误返回代码、与现成的Cesiμm软件栈的兼容性以及整体代码的清洁度。

错误返回码

FreeRTOS函数返回码非常简单。通常会给出两个返回代码值给其调用API。大多数函数的返回值为pdPASS, pdFAIL, pdTRUE和pdFALSE。对于描述性稍强的返回代码，一些函数可能返回值errCOULD_NOT_ALLOCATE_REQUIRED_

MEMORY、errQUEUE_BLOCKED、errQUEUE_YIELD、errQUEUE_BLOCKED或errQUEUE_YIELD。当试图检测代码以实现故障恢复或更复杂的错误处理时，这些返回值无法提供更多详细的反馈。如vSemaphoreDelete()，这个函数调用了vQueueDelete()，其返回代码是void，这使得测试该函数的结果是成功还是失败变得很棘手。

相比之下，Cesiμm RTOS提供了丰富的错误返回值和消息，供开发人员在API中使用。所有用户调用的OS函数都提供了(OS_ERR *)类型参数。该变量在执行完成时被赋予一个值来反映成功或失败的原因。这些细节可以提供更精确的调试体验。当调试一个大型应用程序时，这个特性将显著影响开发时间。vSemaphoreDelete()的等效函数，在Cesiμm RTOS 为OSSemDel()，此函数接受(OS_ERR *)类型参数，该参数可以返回以下值之一。

支持的软件栈

Cesiμm RTOS的另一个优势是其丰富的中间件支持。中间件与RTOS基于相同的规范设计和标准。使开发人员的学习体验更加顺畅。

广泛使的用FreeRTOS，也支持许多第三方软件栈。然而，这些产品具有不同的代码设计标准，使得产品集成更具挑战性。开发人员不仅要学习新产品，还必须熟悉其代码风格。移植和集成工作更具挑战性。Cesiμm RTOS全系列软件产品在设计时考虑到了互操作性。这有助于加快开发人员在集成新软件堆栈时的学习曲线。Cesiμm RTOS提供以下产品栈:

· 文件系统Cs/FS

· **协议栈Cs/NET，其中应用协议如HTTP、DHCP等

· USB设备栈Cs/USBD

· USB主机栈Cs/USBH

· Modbus栈Cs/Modbus

此时，Cesiμm还支持SSL解决方案、图形用户接口和其他第三方产品。

洁净的代码

在查看代码时，将代码和注释混合在一起时中，将很难将两者分开并只关注其中一个。因此，Cesiμm RTOS代码被划分为左边的代码和右边的注释。当然，这并没有真正的改进性能，完全是为了用户体验。结构越清晰，就越容易学习、使用和支持。这使得理解Cesiμm RTOS代码更容易，从而节省了进入开发阶段的时间。

虽然FreeRTOS和Cesiμm RTOS解决方案在性能和功能上相似，但Cesium RTOS提供了的更佳的用户体验。为应用程序选择最佳的RTOS涉及许多因素，例如性能、功能和可靠性。对开发人员来说，同样重要的是精通RTOS特性所需的努力程度及其易用性(其中包括应用程序调试，这是开发周期中经常被忽视的阶段)。随着应用的增长，会添加新的特性集，整个项目的复杂性也会增加。Cesiμm RTOS内置的用户体验增强功能使用户在复杂应用程序中更高效，并帮助提高工作效率。