[嵌入式系统-34]：RT-Thread -19- 新手指南：RT-Thread标准版系统架构

目录

一、RT-Thread 简介

二、RT-Thread 概述

三、许可协议

四、RT-Thread 的架构

4.1 内核层：

4.2 组件与服务层：

4.3 RT-Thread 软件包：

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一、RT-Thread 简介

作为一名 RTOS 的初学者，也许你对 RT-Thread 还比较陌生。然而，随着你的深入接触，你会逐渐发现 RT-Thread 的魅力和它相较于其他同类型 RTOS 的种种优越之处。

RT-Thread 是一款完全由国内团队开发维护的嵌入式实时操作系统（RTOS），具有完全的自主知识产权。经过 16 个年头的沉淀，伴随着物联网的兴起，它正演变成一个功能强大、组件丰富的物联网操作系统。

自主知识产权意味着创作者或企业对其创造的知识产权享有独立的权利和控制权。

它包括了以下几个方面的意义：

1. 独立权利：拥有自主知识产权意味着创作者或企业对其创造的作品、发明、品牌等拥有独立的权利。这意味着其他人需要经过授权或付费才能使用、改编、复制或销售这些知识产权。

2. 保护权益：自主知识产权的保护能够确保创作者或企业能够从其创造中获得合理的回报和竞争优势。通过法律手段保护自主知识产权，可以防止他人未经授权地使用、复制或侵犯知识产权，从而保护创作者或企业的权益。

3. 商业化利用：拥有自主知识产权可以使创作者或企业将其创造转化为商业价值。通过授权、许可或直接商业化销售，创作者或企业可以将其知识产权转化为经济利益，并推动创新和经济发展。

4. 品牌独立性：自主知识产权还包括对商标和品牌的保护。拥有独立的品牌知识产权可以帮助企业树立独特的形象和市场认可度，与竞争对手区分开来，并建立品牌忠诚度。

拥有自主知识产权对于技术创新、商业竞争和经济发展都具有重要意义。它鼓励创新者利用自己的智力和创造力创造新的价值，同时提供创新者与市场其他参与者之间的公平竞争环境。

二、RT-Thread 概述

RT-Thread，全称是 Real Time-Thread，顾名思义，它是一个嵌入式实时多线程操作系统，基本属性之一是支持多任务，允许多个任务同时运行并不意味着处理器在同一时刻真地执行了多个任务。事实上，一个处理器核心在某一时刻只能运行一个任务，由于每次对一个任务的执行时间很短、任务与任务之间通过任务调度器进行非常快速地切换（调度器根据优先级决定此刻该执行的任务），给人造成多个任务在一个时刻同时运行的错觉。在 RT-Thread 系统中，任务通过线程实现的，RT-Thread 中的线程调度器也就是以上提到的任务调度器。

RT-Thread 主要采用 C 语言编写，浅显易懂，方便移植。它把面向对象的设计方法应用到实时系统设计中，使得代码风格优雅、架构清晰、系统模块化并且可裁剪性非常好。

针对资源受限的微控制器（MCU）系统，可通过方便易用的工具，裁剪出仅需要 3KB Flash、1.2KB RAM 内存资源的 NANO 版本（NANO 是 RT-Thread 官方于 2017 年 7 月份发布的一个极简版内核)；

而对于资源丰富的物联网设备，RT-Thread 又能使用在线的软件包管理工具，配合系统配置工具实现直观快速的模块化裁剪，无缝地导入丰富的软件功能包，实现类似 Android 的图形界面及触摸滑动效果、智能语音交互效果等复杂功能。

相较于 Linux 操作系统，RT-Thread 体积小，成本低，功耗低、启动快速，除此以外 RT-Thread 还具有实时性高、占用资源小等特点，非常适用于各种资源受限（如成本、功耗限制等）的场合。虽然 32 位 MCU 是它的主要运行平台，实际上很多带有 MMU、基于 ARM9、ARM11 甚至 Cortex-A 系列级别 CPU 的应用处理器在特定应用场合也适合使用 RT-Thread。

三、许可协议

RT-Thread 系统完全开源，遵循 Apache License 2.0 开源许可协议，可以免费在商业产品中使用，并且不需要公开私有代码，没有潜在商业风险。

Apache License 2.0 是一种广泛使用的开源软件许可协议，由 Apache 软件基金会制定。下面是 Apache License 2.0 的一些重要特点和要点：

1. 授权范围：Apache License 2.0 是一种宽松型的许可证，允许用户自由地使用、修改和分发受许可的软件。用户可以将该软件用于商业用途，也可以将其包含在专有软件中。

2. 版权声明：使用 Apache License 2.0 的软件必须包含原始软件的版权声明、许可声明、免责声明和条件文本。这意味着用户在使用该软件时需要保留原作者的版权信息。

3. 专利授权：Apache License 2.0 包含一项特有的专利授权条款，即授予用户受许可软件相关专利的使用权。这一条款旨在帮助避免专利诉讼，让用户在使用软件时不必担心专利侵权问题。

4. 责任限制：Apache License 2.0 规定，软件作者不对软件的质量和稳定性提供担保，同时也不对因软件使用或无法使用而引起的任何损害承担责任。

5. 分发修改后的版本：在修改 Apache License 2.0 下的软件并进行分发时，用户需要在修改后的软件中包含特定的声明，说明对原始软件的修改部分。

总的来说，Apache License 2.0 是一种灵活性强、适用性广泛的开源许可协议，适合于大部分的开源软件项目。如果您使用了基于 Apache License 2.0 的开源软件，建议您仔细阅读该许可协议的条款，以确保您的使用符合许可要求。

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四、RT-Thread 的架构

近年来，物联网（Internet Of Things，IoT）概念广为普及，物联网市场发展迅猛，嵌入式设备的联网已是大势所趋。终端联网使得软件复杂性大幅增加，传统的 RTOS 内核已经越来越难满足市场的需求，在这种情况下，物联网操作系统（IoT OS）的概念应运而生。物联网操作系统是指以操作系统内核（可以是 RTOS、Linux 等）为基础，包括如文件系统、图形库等较为完整的中间件组件，具备低功耗、安全、通信协议支持和云端连接能力的软件平台，RT-Thread 就是一个 IoT OS。

RT-Thread 与其他很多 RTOS 如 FreeRTOS、uC/OS 的主要区别之一是，它不仅仅是一个实时内核，还具备丰富的中间层组件，如下图所示。

它具体包括以下部分:

4.1 内核层：

RT-Thread 内核，是 RT-Thread 的核心部分，包括了内核系统中对象的实现，例如多线程及其调度、信号量、邮箱、消息队列、内存管理、定时器等；libcpu/BSP（芯片移植相关文件 / 板级支持包）与硬件密切相关，由外设驱动和 CPU 移植构成。

4.2 组件与服务层：

• 组件是基于 RT-Thread 内核之上的上层软件，例如虚拟文件系统、FinSH 命令行界面、网络框架、设备框架等。采用模块化设计，做到组件内部高内聚，组件之间低耦合。

4.3 RT-Thread 软件包：

运行于 RT-Thread 物联网操作系统平台上，面向不同应用领域的通用软件组件，由描述信息、源代码或库文件组成。RT-Thread 提供了开放的软件包平台，这里存放了官方提供或开发者提供的软件包，该平台为开发者提供了众多可重用软件包的选择，这也是 RT-Thread 生态的重要组成部分。

软件包生态对于一个操作系统的选择至关重要，因为这些软件包具有很强的可重用性，模块化程度很高，极大的方便应用开发者在最短时间内，打造出自己想要的系统。

RT-Thread 已经支持的软件包数量已经达到 400+，如下举例：

• 物联网相关的软件包：Paho MQTT、WebClient、mongoose、WebTerminal 等等。
• 脚本语言相关的软件包：目前支持 Lua、JerryScript、MicroPython、PikaScript。
• 多媒体相关的软件包：Openmv、mupdf。
• 工具类软件包：CmBacktrace、EasyFlash、EasyLogger、SystemView。
• 系统相关的软件包：RTGUI、Persimmon UI、lwext4、partition、SQLite 等等。
• 外设库与驱动类软件包：RealTek RTL8710BN SDK。
• 其他。