《嵌入式实时操作系统：RT-Thread设计与实现》 —2.2　RT-Thread的架构

2.2　RT-Thread的架构

近年来，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层组件，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，如图2-1所示，它具体包括以下部分。

（1）内核层：RT-Thread内核，是RT-Thread的核心部分，包括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。

（2）组件和服务层：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。这一层采用模块化设计，做到组件内部高内聚，组件之间低耦合。

（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，极大地方便了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60多个，举例如下。

① 物联网相关的软件包：Paho MQTT、WebClient、Mongoose、WebTerminal等。

② 脚本语言相关的软件包：目前支持JerryScript、MicroPython。

③ 多媒体相关的软件包：OpenMV、MuPDF。

④ 工具类软件包：CmBacktrace、EasyFlash、EasyLogger、SystemView。

⑤ 系统相关的软件包：RTGUI、Persimmon UI、lwext4、partition、SQLite等。

⑥ 外设库与驱动类软件包：RealTek RTL8710BN SDK。

⑦ 其他。

从图2-1中可以看出，RT-Thread涵盖了非常多的功能模块，由于篇幅有限，本书不会涉及所有功能模块，本书主要介绍RT-Thread内核、FinSH控制台、I/O设备管理、DFS虚拟文件系统、网络框架等最为核心和基础的部分，通过这些内容的介绍，带领读者进入RT-Thread的大门。

图2-1　RT-Thread软件框架图