嵌入式开发人员通常习惯于裸机编程，或者对使用RTOS持保留态度。下面将介绍RTOS是什么，以及为什么您应该考虑使用RTOS。
如今的产品开发周期变得越来越复杂。随着可用的开发时间缩短，而所需的功能集却在不断扩大，忙碌的开发人员需要找到在更短的时间内做更多事情的方法。使用实时操作系统(RTOS)来提高任务管理和资源共享的效率通常很有意义。
RTOS是什么?
简而言之，RTOS是一种设计用来有效管理中央处理器(CPU)时间的系统。在时间紧迫的嵌入式系统中，这一点尤其重要。
Windows等操作系统与嵌入式系统中常见的RTOS之间的关键区别是对外部事件的响应时间。普通操作系统对事件提供不确定的响应，尽管它会试图保持响应，但不保证什么时候处理这些事件。让用户感知到操作系统的响应性要比处理底层任务更重要。另一方面，RTOS的目标是快速且更确定的反应。
习惯于Windows或Linux等操作系统的开发人员对嵌入式RTOS的特点非常熟悉。它们被设计为在内存有限的系统中运行，并且无需重启可以无限期运行。
由于RTOS旨在快速响应事件并在重负载下执行，因此与其他操作系统相比，它在执行大型任务时可能会更慢。
RTOS调度
RTOS的价值在于它的响应速度，在这方面，先进的调度算法是其关键组成部分。
从软实时洗衣机控制系统到硬实时飞机安全系统，嵌入式系统的时间关键度各不相同。在后者这样的情况下，只有能够准确地预测操作系统调度器的行为，才能满足实时需求。
许多操作系统给人的印象是同时执行多个程序，但这种多任务处理是一种错觉。一个处理器核心在同一时间只能运行一个线程。操作系统的调度器决定什么时候运行哪个程序或线程。通过在线程之间快速切换，它造成了同时进行多任务处理的错觉。
RTOS调度器的灵活性带来了广泛的优先级处理方法，尽管RTOS通常专注于非常小的应用程序。RTOS调度器应该提供最小的中断延迟和最小的线程切换开销。这就是RTOS对于限时嵌入式系统如此重要的原因。
RTOS在嵌入式设计中的应用
许多嵌入式程序员不愿使用RTOS，因为他们怀疑RTOS会给他们的应用增加太多的复杂性，或者仅仅因为这是一个未知的领域。RTOS通常最多需要占用5%的CPU资源。虽然总是会有一些资源损耗，但RTOS可以在简化确定性、通过硬件抽象实现易用性、减少开发时间和更容易调试等方面进行弥补。
使用RTOS意味着您可以同时运行多个任务，并在您需要时引入基本的数据连接、隐私性、安全性等。RTOS允许您为项目的特定需求创建优化的解决方案。
Zephyr RTOS简介
目前存在着许多RTOS解决方案。Nordic世界的许多开发人员都专注于低功耗嵌入式系统。如果是您，我们建议您了解一下Zephyr，它非常适合需要超低功耗的连接解决方案。 模块化的Zephyr RTOS支持多种架构，因此开发人员能够轻松地定制解决方案，以满足他们的需求。
Zephyr是一个真正的开源解决方案。虽然一些声称是开源的RTOS由私营公司推动，但Zephyr是一个Linux基金会托管的开源协作项目。Nordic的代表加入了委员会和工作组，与来自其他公司的代表一起工作。
其他优势
除了上述，像Zephyr这样的实时操作系统（RTOS)还具有其他有用的功能。
有一个强大的日志系统，能够将日志输出到多个后端，如UART或RTT。日志有不同的优先级，并带有时间戳，可以很容易地根据模块或关键级别进行过滤。
有许多工具可以简化调试，例如CPU使用监视器、堆栈哨兵、错误处理程序，并对PC工具的支持，这让用户可以查看线程执行和调度。
当然，Zephyr还支持已有操作系统功能，如互斥器、内存分配服务以及保护、线程同步和数据传递。当然，为选择的组件提供一组现成的驱动程序也是一个很棒的功能。它可以让开发人员专注于手头的应用，而非制作和测试底层驱动程序。
经过一些适应，我坚信大多数嵌入式开发人员将更喜欢使用RTOS而不是裸机编程。