硬实时与软实时系统内核选型指南 · 课程目录

01

实时系统概述

什么是实时系统？硬实时与软实时的定义与区别。

02

实时内核核心指标

任务切换延迟、中断响应时间、抢占机制。

03

主流RTOS概览

FreeRTOS、RT-Thread、VxWorks、QNX、Zephyr的定位。

04

FreeRTOS深度分析

任务调度、队列、信号量、内存管理策略。

05

RT-Thread深度分析

组件化架构、设备驱动框架、FinSH控制台。

06

VxWorks深度分析

优先级继承、中断处理、内存保护（MMU）。

07

QNX深度分析

微内核架构、进程间通信（IPC）、高可靠性设计。

08

Zephyr深度分析

蓝牙协议栈、设备树、安全子系统。

09

硬实时系统需求分析

确定性、可预测性、最坏情况执行时间（WCET）。

10

软实时系统需求分析

吞吐量优先、平均延迟、资源利用率。

11

任务调度算法对比

RMS、EDF、优先级抢占、时间片轮转。

12

中断处理机制

中断嵌套、中断延迟、零中断延迟技术。

13

内存管理策略

静态分配、动态分配、内存池、伙伴算法。

14

任务间通信

消息队列、共享内存、管道、信号。

15

互斥锁、读写锁、条件变量、自旋锁。

16

时钟与定时器

系统滴答、高精度定时器、软件定时器。

17

Tickless模式、动态频率调整、睡眠状态。

18

安全与隔离

内存保护单元（MPU）、特权级分离、看门狗。

19

多核与SMP支持

核间通信、缓存一致性、负载均衡。

20

pthread、信号量、时钟接口的移植性。

21

开发与调试工具

Tracealyzer、SystemView、GDB、JTAG。

22

认证与标准

DO-178C、IEC 61508、MISRA-C、SEooC。

23

工业控制场景选型

PLC、机器人、CNC的RTOS选择。

24

汽车电子场景选型

AUTOSAR、Adaptive AUTOSAR、QNX。

25

航空航天场景选型

VxWorks 653、ARINC 653分区。

26

物联网场景选型

FreeRTOS、Zephyr、RT-Thread Nano。

27

消费电子场景选型

嵌入式Linux、RT-Thread、LiteOS。

28

选型决策矩阵

构建多维度评分表（实时性、生态、成本）。

29

迁移与移植策略

从裸机到RTOS、从FreeRTOS到VxWorks。

30

Rust语言RTOS、RISC-V支持、混合关键性系统。