嵌入式软件开发常用的三种架构

1、前后台顺序执行法

这是初学者常用的程序设计方案，不用考虑太多东西，代码简单，对系统是整体实时性和并发性要求不高。初始化后通过while(1){}或for(;;){}循环不断调用自己编写完成的函数，也基本不考虑每个函数执行所需要的时间，大部分情况下函数中都存在毫秒级别的延时等待

优点：对于初学者来说，这是最容易也是最直观的程序架构，逻辑简单明了，适用于逻辑简单，复杂度低的软件开发。

缺点：实时性低，由于每个函数或多或少存在毫秒级别的延时，即使是1ms，也会造成其他函数间隔执行时间的不同，虽然可通过定时器中断的方式，但是前提是中断执行函数花的时间必须短。

2、时间片论法

介于前后台顺序执行法和操作系统之间的一种程序架构设计方案。在嵌入式开发过程中，若遇到以下几点，那么该设计方案可以说是最优选择，适用于程序较为复杂的嵌入式系统。

• 目前的需求设计需要完全没有必要上操作系统。
• 任务无需时刻执行，存在时间间隔（比如按键，一般情况下，都需要软件防抖，初学者的做法通常是延时10ms左右再去判断，但10ms极大浪费了CPU资源，在这段时间内CPU完全可以处理很多其他事情）。
• 实时性有一定要求。

该设计方案需要一个定时器，一般情况下定时1ms即可（定时时间可以随意定，但中断过于频繁效率低，中断太长，实时性差），因此考虑到每个任务函数的执行时间，建议不能超过1ms（能通过程序优化缩短执行时间则最好优化，如果不能优化的，则必须保证该任务的执行周期必须远大于任务所执行的耗时时间），同时要求主循环或者任务函数中不能存在毫秒级别的延时。

“如何确定每个函数的任务周期呢？根据任务的耗时和效果决定、如按键扫描任务周期为 10ms(为了提高响应)，指示灯控制任务周期为 100ms（通常情况下最高100ms的闪烁频率正好，特殊需求除外)，LCD/OLED 显示周期为 100ms(通过这种通过SPI/IIC等接口的方式耗时大约在 1~10ms，甚至更长，所以任务周期必须远大于耗时，同时为了满足人眼所能接受的刷屏效果，也不能太长，100ms 的任务周期比较合适)等。”

3、操作系统

嵌入式操作系统EOS(Embedded OperatingSystem)是一种用途广泛的系统软件，过去它主要应用于工业控制和国防系统领域，而对于单片机来说，比较常用的有UCOS、FreeRTOS、RT-Thread Nano和RTX 等多种抢占式操作系统(其他如Linux等操作系统不适用于单片机)

操作系统和“时间片论法”，在任务执行方面来说，操作系统对每个任务的耗时没有过多的要求，需要通过设置每个任务的优先级，在高优先级的任务就绪时，会抢占低优先级的任务；操作系统相对复杂，因此这里没有详细介绍了。

关于如何选择合适的操作系统（uCOS、FreeRTOS、RTThread、RTX等）实时操作系统：

uCOS:网上资料丰富，非常适合学习，产品上需要收费。
FreeRTOS：使用免费，很多产品都在用。
RT-Thread：国产物联网操作系统，有着十分丰富的组件，也免费，资料：RT-Thread文档中心。
RTX:为ARM和Cortex-M设备设计的免版税，确定性的实时操作系统。