开发框架¶
软件框架¶
实时系统¶
软实时系统：在软实时系统中系统的宗旨是使各个任务运行得越快越好，并不要求限定某一任务必须在多长时间内完成。
硬实时系统：在硬实时系统中，各任务不仅要执行无误而且要做到准时。
大多数实时系统是二者的结合。实时系统的应用涵盖广泛的领域，而多数实时系统又是嵌入式的。实时应用软件的设计一般比非实时应用软件设计难一些。
内核(Kernel)¶
多任务系统中，内核负责管理各个任务，或者说为每个任务分配 CPU 时间，并且负责任务之间的通讯。
内核提供的基本服务是任务切换。之所以使用实时内核可以大大简化应用系统的设计，是因为实时内核允许将应用分成若干个任务，由实时内核来管理它们。
内核本身也增加了应用程序的额外负荷，代码空间增加 ROM 的用量，内核本身的数据结构增加RAM的用量。内核本身对CPU的占用时间一般在2到5个百分点之间。
单片机一般不能运行实时内核，因为单片机的 RAM 很有限。通过提供必不可缺少的系统服务，诸如信号量管理，邮箱、消息队列、延时等，实时内核使得 CPU 的利用更为有效。
不可剥夺型内核¶
不可剥夺型内核(Non-Preemptive Kernel)要求每个任务自我放弃 CPU 的所有权。不可剥夺型调度法也称作合作型多任务，各个任务彼此合作共享一个 CPU。异步事件还是由中断服务来处理。
中断服务可以使一个高优先级的任务由挂起状态变为就绪状态。但中断服务以后控制权还是回到原来被中断了的那个任务，直到该任务主动放弃 CPU 的使用权时，那个高优先级的任务才能获得 CPU的使用权。
不可剥夺型内核的一个优点是响应中断快。在任务级，不可剥夺型内核允许使用不可重入函数。函数的可重入性以后会讨论。每个任务都可以调用非可重入性函数，而不必担心其它任务可能正在使用该函数，从而造成数据的破坏。
因为每个任务要运行到完成时才释放 CPU 的控制权。当然该不可重入型函数本身不得有放弃 CPU 控制权的企图。
使用不可剥夺型内核时，任务级响应时间比前后台系统快得多。此时的任务级响应时间取决于最长的任务执行时间。
不可剥夺型内核的另一个优点是，几乎不需要使用信号量保护共享数据。运行着的任务占有 CPU，而不必担心被别的任务抢占。但这也不是绝对的，在某种情况下，信号量还是用得着的。处理共享 I/O 设备时仍需要使用互斥型信号量。例如，在打印机的使用上，仍需要满足互斥条件。
不可剥夺型内核的最大缺陷在于其响应时间。高优先级的任务已经进入就绪态，但还不能运行，直到当前运行着的任务释放CPU。
与前后系统一样，不可剥夺型内核的任务级响应时间是不确定的，不知道什么时候最高优先级的任务才能拿到CPU 的控制权，完全取决于应用程序什么时候释放 CPU。
总之，不可剥夺型内核允许每个任务运行，直到该任务自愿放弃 CPU 的控制权。中断可以打入运行着的任务。中断服务完成以后将 CPU 控制权还给被中断了的任务。
任务级响应时间要大大好于前后系统，但仍是不可知的，商业软件几乎没有不可剥夺型内核。
可剥夺型内核¶
最高优先级的任务一旦就绪，总能得到 CPU 的控制权。当一个运行着的任务使一个比它优先级高的任务进入了就绪态，当前任务的 CPU 使用权就被剥夺了，或者说被挂起了，那个高优先级的任务立刻得到了 CPU 的控制权。如果是中断服务子程序使一个高优先级的任务进入就绪态，中断完成时，中断了的任务被挂起，优先级高的那个任务开始运行。
使用可剥夺型内核时，应用程序不应直接使用不可重入型函数。调用不可重入型函数时，要满足互斥条件，这一点可以用互斥型信号量来实现。
如果调用不可重入型函数时，低优先级的任务 CPU 的使用权被高优先级任务剥夺，不可重入型函数中的数据有可能被破坏。
综上所述，可剥夺型内核总是让就绪态的高优先级的任务先运行，中断服务程序可以抢占 CPU，到中断服务完成时，内核让此时优先级最高的任务运行（不一定是那个被中断了的任务）。
时间片轮番调度¶
当两个或两个以上任务有同样优先级，内核允许一个任务运行事先确定的一段时间，叫做时间额度（quantum），然后切换给另一个任务。也叫做时间片调度。
内核在满足以下条件时，把CPU控制权交给下一个任务就绪态的任务：
当前任务已无事可做
当前任务在时间片还没结束时已经完成
任务优先级¶
静态优先级 应用程序执行过程中诸任务优先级不变。在静态优先级系统中，诸任务以及它们的时间约束在程序编译时是已知的。
动态优先级 应用程序执行过程中任务的优先级是可变的。实时内核应当避免出现优先级反转问题。
单调执行率调度法 RMS(Rate Monotonic Scheduling), 用于分配任务优先级。这种方法基于哪个任务执行的次数最频繁,执行最频繁的任务优先级最高。
有时很需要任务间的或中断服务与任务间的通讯。这种信息传递称为任务间的通讯。任务间信息的传递有两个途径：通过全程变量或发消息给另一个任务。
图形界面¶
在单片机领域的GUI框架有：ucgui（STemWin/emwin）、TouchGFX、GuiLite、LittlevGL等。
emwin提供的更多是一些较底层的函数（如：画线、画圆），而且不能拖控件，做出来的界面更接近像素时代的产物。在emwin的开发中，要想显示图片，需要把图片转成bmp格式，再用BmpCvt转成数组，最后才用emwin的函数去调用这个数组，这是比较麻烦的。
TouchGFX都可以很好的解决这些问题，但是只能用于STM32的单片机上，TouchGFX还支持直接生成MDK/IAR工程。
Note
GUI(Graphical User Interface) 图形用户界面。
