嵌入式实时操作系统的设计与开发New（一）

轮询系统（Polling Systems）

嵌入式系统发展初期，嵌入式软件的开发是基于汇编语言和C语言直接编程，不需要操作系统的支持，这样的系统也被称为裸板嵌入式操作系统。
用过8051单片机的都知道，8051单片机的程序从开始到结束基本上都是顺序的，最后必定有一个类似于while的死循环。
这种方式必须不停地去轮询条件来查询要做什么事，因此这样的操作系统被称为轮询系统，该方式虽然实现了宏观上执行多个事务的功能，但有几个明显的缺点：

1. 轮询系统是一种顺序执行的系统，事物执行的顺序必须最开始就确定，缺乏动态性，减少了系统的灵活性，也增加了系统设计的复杂度。
2. 系统运行过程中无法接收和响应外部请求，无法处理紧急事情。
3. 事物之间的耦合性太大，这主要是因为事物不可剥夺的原因，正因为不可剥夺，导致一个事物的任何错误都会使其它的任务长久等待或错误。

前后台系统（Foreground Background Systems）

后台系统与轮询系统一样也是顺序执行，只有一个main程序，程序功能的实现是依靠死循环来实现的。
但前台系统引入了中断机制，能处理外来请求。
对于实时性要求比较高的事物，可以交给中断服务程序（ISR）进行处理，因为中断处理速度快；对于非实时性的事物，可以交给后台顺序执行。
不足：

1. 事物不可剥夺，高优先级任务不可抢占低优先级任务。
2. 事物不可阻塞，也就是说事物没有暂停这一功能来阻塞自己。

简单内核

RTOS可简单认为是功能强大的主控程序，系统复位后首先执行。
它负责在硬件基础上为应用软件建立一个功能强大的运行环境，用户的应用程序都建立在RTOS之上。
其至少实现如下功能：

1. 任务调度。有了操作系统，多个任务就能并发执行，但是系统中的CPU资源是有限的（如单核环境下只有一个CPU核），于是需要特定的调度策略来决定哪个任务先执行？哪个任务后执行？哪个任务执行多长时间？而要实现特定的调度策略、支持多任务并发执行，还必须有任务切换机制的支持。任务切换本质上是为了解决任务的不可剥夺和不可抢占性，因此任务切换可分为两种。
   被动切换：也就是被剥夺（对应上面的第一条），优先级高的任务来了，或者当前任务的执行时间完了。
   主动切换：也就是当前任务调用相关函数主动放弃CPU，阻塞自己，让别人去使用CPU。
2. 任务协调机制，即任务的互斥、同步、通信机制等。
3. 内存管理机制。系统中多个任务并发执行，所有任务的执行代码和所需数据都是存储在内存中的，那各个任务及相关数据如何被分到内存中的？就需要RTOS提供内存管理机制。
   对于不同的应用需求，内存管理机制会不一样，对于PC等桌面应用，内存管理着重考虑的是如何有效利用内存空间，实时性不是特别重要；而对于嵌入式实时应用，内存管理的重点是内存分配和释放时间的确定性，因此RTOS中，内存管理的动态性就少许多。