RTOS内存利用率

[导读]大多数非常复杂的嵌入式系统都采用某种操作系统——通常是 RTOS。最终，操作系统是一种开销，它使用了应用程序代码本来可以使用的时间和内存。由于嵌入式系统的资源有限，因此需要仔细评估这种开销，这通常会导致有关 RTOS 内存占用的问题。本文探讨了 RTOS 如何使用内存以及为什么内存占用问题可能很难回答。

大多数非常复杂的嵌入式系统都采用某种操作系统——通常是 RTOS。最终，操作系统是一种开销，它使用了应用程序代码本来可以使用的时间和内存。由于嵌入式系统的资源有限，因此需要仔细评估这种开销，这通常会导致有关 RTOS 内存占用的问题。本文探讨了 RTOS 如何使用内存以及为什么内存占用问题可能很难回答。

RTOS 有多大?

如果您正在考虑购买实时操作系统(或者，就此而言，嵌入式应用程序的任何软件 IP)，您可能希望获得有关其使用的内存量的明确信息。 RTOS 供应商很可能不愿意(或者更准确地说，实际上)无法为您提供如此看似显而易见的信息。其原因在于存在大量的变数。

什么类型的内存?

问题是我们要考虑什么样的内存。从广义上讲，有只读存储器(ROM——现在通常是闪存)和读/写存储器(RAM)。 ROM是存储代码和常量数据的地方; RAM 用于变量。然而，为了提高性能，在启动时将代码/数据从 ROM 复制到 RAM，然后使用 RAM 副本的情况并不罕见。这是有效的，因为 RAM 通常比 ROM 的访问速度更快。因此，在考虑 RTOS 占用空间时，您需要考虑 ROM 和 RAM 大小，包括 RAM 复制的可能性。

这个问题可能会变得更加复杂。可能有片上 RAM 和外部存储器可用。片上存储可能更快，因此确保 RTOS 代码/数据存储在那里可能是有利的，因为其性能将影响整个应用程序。以类似的方式，代码/数据可以被锁定到高速缓冲存储器中，这往往会提供更高的性能。

代码大小问题

有多种因素会影响代码的大小：

CPU 架构

CPU 架构对 RTOS 内存占用量有很大影响。例如，PowerPC 的代码大小可能与 ARM 有很大不同。为 Thumb-2 构建的代码可能比 ARM 小得多。唯一可接受的数字是为您计划使用的特定 CPU 构建的代码的数字

编译器优化

在构建代码(如 RTOS)时，应用于编译器的优化设置会影响大小和执行速度。大多数时候，为最高性能(即最快)构建的代码会更大;优化为较小的代码运行速度会较慢。 RTOS 通常是为了性能而不是尺寸而构建的。尽管 RTOS 供应商想要强调其产品的小尺寸，可能会做出不同的选择。

RTOS 配置

实时操作系统往往是非常可配置的，并且该配置可以极大地改变 RTOS 的大小。大多数 RTOS 产品都是可扩展的，因此内存占用量由应用程序使用的实际服务决定。这种可扩展性的粒度因产品而异。在某些情况下，每项单独的服务都是可选的;在其他情况下，包括或排除整个服务组 - 即，如果需要支持特定类型的 RTOS 对象(例如信号量)，则包括所有相关服务。在更大的范围内，其他选项(例如图形、网络和其他连接)将影响代码大小，因为可能需要或不需要/包括这些选项。