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MCU、RTOS、物聯(lián)網(wǎng)之間的關(guān)系？

時(shí)間：2021-11-29 16:23:00
關(guān)鍵字： MCU    RTOS    物聯(lián)網(wǎng)   
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[導(dǎo)讀]星標(biāo)「嵌入式大雜燴」，一起進(jìn)步！來源|?小麥大叔概述嵌入式物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺(tái)是一個(gè)系統(tǒng)，是微控制器物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺(tái)的系統(tǒng)組合。微控制器：是嵌入式控制的核心物：智能化的電子產(chǎn)品聯(lián)：電子產(chǎn)品通訊或?qū)υ挼耐ǖ谰W(wǎng)：互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺(tái)：產(chǎn)品、技術(shù)和開發(fā)工具的組合隨著微控制器的工藝和技術(shù)的...


來源 | 小麥大叔




概述


嵌入式物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺(tái)是一個(gè)系統(tǒng)，是微控制器 物 聯(lián) 網(wǎng) 開發(fā)平臺(tái)的系統(tǒng)組合。

  • 微控制器：是嵌入式控制的核心
  • 物：智能化的電子產(chǎn)品
  • 聯(lián)：電子產(chǎn)品通訊或?qū)υ挼耐ǖ?/span>
  • 網(wǎng)：互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)
  • 開發(fā)平臺(tái)：產(chǎn)品、技術(shù)和開發(fā)工具的組合

隨著微控制器的工藝和技術(shù)的發(fā)展，成本越來越低，更多的產(chǎn)品用上了微控制器，使得“物（電子產(chǎn)品）”越來越智能化，并在ICT（信息通訊技術(shù)）的推動(dòng)下，電子智能化的“物（電子產(chǎn)品）”越來越多地連接到網(wǎng)絡(luò)上，物連網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展讓人與“物”的聯(lián)系越來越緊密了。
微控制器（MCU）


MCU（Microcontroller，即微控制器）根據(jù)數(shù)據(jù)處理能力不同，分為4位、8位、16位、32位微控制器，如下圖：


目前，在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品應(yīng)用中，一般對(duì)MCU的需求是：


面對(duì)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的需求，眾多的MCU廠家都在計(jì)劃著推出新產(chǎn)品。如在一些小家電和家電市場(chǎng)、一些MCU廠商配合用戶做一些定制化的產(chǎn)品；有的51廠商開始考慮集成藍(lán)牙功能的產(chǎn)品；ARM公司收購了兩家美國(guó)公司W(wǎng)icentric和Sunrise，將以Cordio品牌推出低功耗藍(lán)牙產(chǎn)品。
實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）


微控制器性能的提升讓一些實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS有了“容身之地”，在32位 的ARM Cortex-M系列產(chǎn)品中，越來越多的產(chǎn)品用上了RTOS。
也為一些中間件/協(xié)議?；蛞恍└呒?jí)的應(yīng)用提供了一個(gè)平臺(tái)基礎(chǔ)。產(chǎn)品的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)成為了可能，為物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模開發(fā)部署提供了發(fā)展機(jī)會(huì)。
操作系統(tǒng)好多是開源的。開源機(jī)制使更多的人參與其中，發(fā)現(xiàn)問題改正問題，使平臺(tái)能在眾人的推動(dòng)下不斷優(yōu)化發(fā)展。也能使一些優(yōu)秀的組件或中間件/協(xié)議棧開源出來與更多的人分享設(shè)計(jì)。
常見的一些實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）有如下：

常見的一些協(xié)議棧有如下：

常用的一些中間件：


開發(fā)平臺(tái)選擇


開發(fā)平臺(tái)不是一個(gè)產(chǎn)品，是系統(tǒng)的組合。如何在做或計(jì)劃一個(gè)項(xiàng)目時(shí)選擇一個(gè)合適的開發(fā)平臺(tái)，需要多方面綜合考慮。
1.微控制器做一個(gè)“跟隨者”，參考同行中的產(chǎn)品選型。不做“第一個(gè)吃螃蟹”的，這樣可以避免走一些不必要的彎路，不會(huì)有產(chǎn)品開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。但新機(jī)會(huì)往往會(huì)都是會(huì)眷顧那些“敢為天下先”的人。新的產(chǎn)品層出不窮，也為開發(fā)者提供了更多的選擇空間。
對(duì)于遙控、小家電/家電、智能卡、玩具等市場(chǎng)應(yīng)用而言，4位/8位/16位仍然有很大的選擇空間。畢竟一些應(yīng)用的數(shù)據(jù)處理要求并不高，在原有產(chǎn)品基礎(chǔ)上開發(fā)，開發(fā)成本低。
新的產(chǎn)品總是會(huì)在一些新的項(xiàng)目上開始，近些年流行的ARM Cortex-M是比較理想的選擇。畢竟ARM Cortex-M是32位機(jī)市場(chǎng)的主流，廠家多、應(yīng)用廣、資源多。
2.嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）32位MCU的流行，開發(fā)者越來越愛使用RTOS了。有的甚至在8位MCU上跑RTOS。
RTOS提供了開發(fā)的便捷性，但在資源緊張的8位微控制器上運(yùn)行還是有一些局限性的。建議還是在資源豐富的產(chǎn)品上運(yùn)行RTOS。
選擇活躍度比較高的開源的RTOS會(huì)得到后續(xù)更好的升級(jí)維護(hù)，學(xué)習(xí)成本低，社區(qū)眾多人的支持和參與會(huì)使得RTOS不斷改進(jìn)不斷完善。
國(guó)內(nèi)的RTOS操作系統(tǒng)近幾年也多了起來，如：RT-Thread、 MiCo、DJYOS、μTenux等等。開發(fā)者可以根據(jù)項(xiàng)目需求選擇適合的RTOS。
開源的推動(dòng)下，RTOS的發(fā)展會(huì)衍生出一些新的商務(wù)模式出來，如下圖： 

在使用RTOS帶來方便的同時(shí)，也需要注意一些問題：
  • RTOS穩(wěn)定性
  • RTOS安全性
  • RTOS授權(quán)方式/版權(quán)
  • 中間件或協(xié)議棧的支持

4.網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)就是將電子設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)，基于網(wǎng)絡(luò)來控制或使用一些服務(wù)。目前，連接到網(wǎng)絡(luò)的方式有：有線連接和無線連接。近些年來，無線技術(shù)的發(fā)展非常迅速。


5.產(chǎn)品原型設(shè)計(jì)從目前業(yè)內(nèi)來看，mbed.org提供了比較齊全的功能設(shè)計(jì)，無論從底層、RTOS、中間件或協(xié)議棧、組件、服務(wù)器端等應(yīng)用都提供了比較全的選擇。這為開發(fā)者或者有意于物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)者來說，是一個(gè)不錯(cuò)的參考。
6.物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展的特點(diǎn)是：智能化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化。




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