主流 RTOS 实时操作系统介绍

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主流 RTOS 实时操作系统介绍

• 1 介绍
• • 1.1 概述
  • 1.2 RTOS 应用领域
  • 1.3 知名实时系统
  • • VRTX
    • pSOS
    • OS-9
    • embOS
    • Azure RTOS 【ThreadX 】
    • OpenWrt 【路由】
    • Mbed OS 【ARM 公司开发】
    • VxWorks 【KUKA、ABB、etc】
    • LynxOS
    • QNX
    • Nucleus
    • THREADX
    • uC/OS –II/III 【Silicon Labs 收购，更新频率变低】
    • INTEGRITY
    • Huawei LiteOS 【华为】
    • Huawei UniProton【华为】
    • AliOS Things
    • SylixOS【源自军工】
    • RTEMS（The Real-Time Executive for Multiprocessor Systems）
    • FreeRTOS【亚马逊收购，更新频率高】
    • eCOS
    • Contiki
    • Zephyr 【英特尔、新思科技（Synopsys）、恩智浦半导体（NXP），from 风河】
    • RT-Thread 【国产，应用广泛】
    • NuttX 【Xiaomi Vela、PX4】【Posix 】
  • 1.4 知名实时系统应用
  • 1.5 知名物联网内核
• 2 小米、华为、vivo系统布局对比
• • Huawei HarmonyOS
  • Huawei LiteOS
  • Xiaomi HyperOS（澎湃）
  • Xiaomi Vela
  • Vivo BlueOS 蓝河
• 参考

1 介绍

1.1 概述

RTOS（Real-Time Operating System），中文译为“实时操作系统”，通常运行在嵌入式设备上（尤其是 MCU 系统），因此也称为“嵌入式实时操作系统”。和一般的操作系统相比，RTOS 最大的特色就是“实时性”，如果有一个任务需要执行，实时操作系统会马上（在较短时间内）执行该任务，不会有较长的延时。

值得一提的是，RTOS 是一类操作系统的统称，并非指某个特定的实时操作系统。

1.2 RTOS 应用领域

• 汽车
• 工业控制装置
• 通信设备
• 消费电子产品
• 仪器仪表
• 军事电子设备
• 航空航天系统
• 计算机外设
• 医疗电子产品
• ……

1.3 知名实时系统

实时系统	开源/商业	地区
μc/os-III	商业	美国
FreeRTOS	开源	美国
Vxworks	商业	美国
QNX	商业	加拿大
RT-Thread	开源	国内-睿赛德
SylixOS	商业	国内
InteWell	商业	国内
Liteos	开源	国内-华为

（1）比较著名的商业产品有：
全球超过100多种，中国几种，更有许多用户自己设计RTOS

VRTX

Microtec （Mentor 公司收购）

pSOS

Wind RiverSystem wrs （WRS 公司收购）

OS-9

Microware Microware （Metorworks 收购）

embOS

？？？

Azure RTOS 【ThreadX 】

OpenWrt 【路由】

Mbed OS 【ARM 公司开发】

2014 年，ARM 宣布了针对物联网低功耗设备的操作系统 Mbed OS。mbed OS 部分开源，其余部分控制在 ARM 手中，理由是为了确保操作系统不会碎片化。

VxWorks 【KUKA、ABB、etc】

Jerry Fiddler 创办了 风河（Wind River System），VxWorks 是 风河产品。
VxWorks RTOS 在工业和航空航天领域极有影响力。VxWorks 是唯一支持C ++ 17、Boost、Rust、Python、pandas等开发语言的实时操作系统。VxWorks 是全球首个且唯一一个利用容器部署应用程序的实时操作系统。
机器人 KUKA、ABB 控制部分运行 VxWorks 系统，一些国产机械臂厂家也使用该系统。

LynxOS

lynuxwork ynuxworks

QNX

QNX www.qnx (黑莓收购）
QNX 最早是加拿大 Quantum Software Systems 公司开发的一个商用实时操作系统，现在属于黑莓（BlackBerry）公司。QNX 具有安全（Secure）、可靠（Reliable）、可信（Trusted）的特点，通常应用于对安全性要求极高的领域，例如汽车、航空、核电站、工业自动化等领域。
值得一提的是，QNX 是世界上第一个微内核实时操作系统，甚至比微软和 Wind River 的 Vxworks 还要早。微内核架构也是 QNX 实现性能和可靠性平衡的关键所在。QNX 是全球第一款通过 ISO 26262 ASIL levelD 安全认证的车载操作系统，因此它一直是汽车领域市场占有率最高的操作系统。

Nucleus

ATI www.mentor/esd (Mentor收购）

THREADX

Expresslogic www.rtos

uC/OS –II/III 【Silicon Labs 收购，更新频率变低】

Micrium www.micrium
μC/OS 由 Micrium 公司开发的一个可移植、可固化、可裁剪、占先式多任务实时内核，它适用于多种微处理器，微控制器和数字处理芯片（已经移植到超过100种以上的微处理器应用中）。
μC/OS 主要包括经典的 µC/OS-II 和 µC/OS-III 两个版本。

INTEGRITY

Gree Hill www.ghs

Huawei LiteOS 【华为】

Huawei LiteOS 是华为面向物联网领域开发的一个基于实时内核的轻量级操作系统。LiteOS 是针对物联网设备设计的操作系统，它由内核和构筑在内核之上的框架、对应用提供的 API 接口构成。LiteOS 后来被整合到鸿蒙生态系统中。

Huawei UniProton【华为】

从MCU到A²MCU，且看海思和openEuler如何碰出创新火花

AliOS Things

AliOS Things 阿里巴巴旗下面向 IoT 领域的轻量级物联网嵌入式操作系统，致力于搭建云端一体化IoT基础设备。具备极致性能，极简开发、云端一体、丰富组件、安全防护等关键能力，并支持终端设备连接到阿里云 Link，可广泛应用在智能家居、智慧城市、新出行等领域。

SylixOS【源自军工】

SylixOS 是一款诞生于2006年、由中国人自己开发的、大型、嵌入式、实时、类 UNIX 操作系统。现由翼辉信息有限公司专门推广和开发。主要应用在航空航天、工业自动化、通信、新能源等领域。在军工领域较为出名。
特别强调一下，SylixOS 不是 Linux 的衍生版，也不是照抄了其他操作系统的内核，SylixOS 内核完全是国人自主开发的，另外配套移植了一些第三方开源软件（如 FAT 文件系统，QT 图形界面等，其他操作系统的很多中间件也大多是移植第三方开源软件）而组成的操作系统。
从全球范围上看，SylixOS 作为实时操作系统的后来者，在设计思路上借鉴了众多实时操作系统的设计思想，其中就包括 RTEMS、VxWorks、ThreadX 等，使得具体性能参数上达到或超过了众多实时操作系统的水平，成为国内实时操作系统的最优秀代表之一。

（2）比较著名的开源产品有：

RTEMS（The Real-Time Executive for Multiprocessor Systems）

实时多处理器系统，最早运用在美国防系统，由 OAR 公司维护，广泛用在航空航天和军工。
早期的名称为“实时导弹系统”，后改名为“实时军用系统”。RTEMS 是最早支持 POSIX、TCP/IP 协议和多处理器架构构的 RTOS。

FreeRTOS【亚马逊收购，更新频率高】

比较清晰的表现其目标和专注点在支持8-16-32位 MCU ，但整体缺乏系统性和配套。FreeRTOS 一开始专注于针对微控制器，代码量小、开源免费，如今成为世界上最受开发者欢迎的 RTOS 之一。FreeRTOS 还有商业版本 OpenRTOS 和安全版 SAFERTOS。

eCOS

基于GNU 的RTOS，含TCP/IP和文件系统，Redhad 曾拥有，eCOcentric维护，消费电子应用。eCos 最大的特点是内核可配置，并且用 C++ 书写。

Contiki

起源于无线传感网络的的RTOS ，有超低功耗管理和IPV6支持。

Zephyr 【英特尔、新思科技（Synopsys）、恩智浦半导体（NXP），from 风河】

Zephyr 项目是由英特尔、新思科技（Synopsys）、恩智浦半导体（NXP）等公司在 2016 年发起的开源实时操作系统项目，现在由 Linux 基金会管理。Zephyr 最初的代码来自风河，风河的 VxWorks RTOS 在工业和航空航天领域极有影响力。Zephyr 目前在中国的关注度比较低。

RT-Thread 【国产，应用广泛】

RT-Thread 是国内开发者非常熟悉的开源 RTOS，在中国物联网市场有广泛的生态基础和市场占有率。RT-Smart 专注于对安全、多核和高性能处理器的支持，开源 RT-Smart 对高端嵌入式市场的生态建设将起到积极作用。

NuttX 【Xiaomi Vela、PX4】【Posix 】

NuttX 可从 8 位扩展到 64 位微控制器环境，其主要管理标准是 Posix 和 ANSI 标准。
Xiaomi Vela 是小米基于开源实时操作系统 NuttX 打造的物联网嵌入式软件平台，Vela 在各种物联网硬件平台上提供统一的软件服务，支持丰富的组件和易用的框架，打通碎片化的物联网应用场景。

1.4 知名实时系统应用

应用	硬件	控制系统	补充
KUKA 库卡	x86	VxWorks
ABB	x86	VxWorks
FANUC 发那科	?	基于 unix 自研实时系统
YASKAWA 安川	?	基于 linux 自研实时系统	安川 YASKAWA 新一代机器人 MOTOMAN NEXT 采用风河公司的 Wind River Linux 系统 示教器 Windows CE
纳博特	x86	VxWorks 或 Linux（PREEMPT_RT）或 SylixOS
小米物联网	arm \ dsp	Vela	基于 NuttX 打造
华为物联网	arm	LiteOS	借鉴 NuttX + 自己创新
PX4	arm / ?	Nuttx	无人机飞控系统

1.5 知名物联网内核

机构	内核
Amazon FreeRTOS	FreeRTOS
Azure RTOS	ThreadX
HarmonyOS	LiteOS/Linux
Mbed OS	RTX
Xiaomi Vela	NuttX

2 小米、华为、vivo系统布局对比

Huawei HarmonyOS

鸿蒙OS（HarmonyOS）是华为公司开发的一款全场景分布式操作系统。它最初于2019年8月发布，旨在为各种设备提供一致的用户体验，包括智能手机、平板电脑、智能手表、智能电视、车载系统等。

Huawei LiteOS

Huawei LiteOS 是华为面向物联网领域开发的一个基于实时内核的轻量级操作系统。LiteOS 是针对物联网设备设计的操作系统，它由内核和构筑在内核之上的框架、对应用提供的 API 接口构成。LiteOS 后来被整合到鸿蒙生态系统中。

Xiaomi HyperOS（澎湃）

小米澎湃（HyperOS）是小米公司开发的全新操作系统，基于Vela和AOSP。2023年10月26日晚上7点，小米澎湃OS正式发布，核心理念是“以人为中心，打造人车家跨端智联的全生态系统”。
小米 SU7 系统为 HyperOS。

Xiaomi Vela

Xiaomi Vela是小米基于开源实时操作系统 NuttX 打造的物联网嵌入式软件平台，于2019年发布。

Vivo BlueOS 蓝河

Vivo 蓝河（BlueOS）是 Vivo 公司基于 LInux/RTOS 完全自研的操作系统，采用 Rust 语言开发框架，号称永不兼容安卓。目前主要用于智能手表业务。

参考

1、官网–rt-thread
2、[嵌入式系统-33]：RT-Thread -18- 新手指南：三种不同的版本、三阶段学习路径
3、github–rt-thread
4、Intewell
5、嵌入式实时操作系统的昨天、今天和明天
6、嵌入式实时操作系统原理
7、这14种嵌入式实时系统，你用过哪些？
8、工业机器人控制器
9、常见嵌入式操作系统
10、Xiaomi hyperOS（小米澎湃 OS）[Android+vela]
11、NuttX实时操作系统介绍(最详细)
12、一张图厘清各大操作系统的发展脉络
13、扒一扒鸿蒙LiteOS内核并不是完全自研
14、实锤！鸿蒙微内核LiteOS跟小米Vela一样用了NuttX内核代码
15、物联网操作系统的过去、现在与未来
16、主流 RTOS 评估
17、2023年RTOS榜单：国产RT-Thread入围，μCOS落榜
18、RTOS 实时操作系统
19、UniProton功能设计
20、从MCU到A²MCU，且看海思和openEuler如何碰出创新火花

本文标签： 实时操作系统主流RTOS