實時嵌入式系統(tǒng)的分類

　　實時嵌入式系統(tǒng)將實時操作系統(tǒng)的功能與微控制器（硬件）和獨特的應(yīng)用程序（軟件）結(jié)合在一起，以解決業(yè)務(wù)問題。根據(jù)與應(yīng)用程序相關(guān)的時間限制，有三種類型的RTOS在功能上有所不同。

硬RTOS- 當(dāng)至關(guān)重要的是不能錯過任何截止日期并且在規(guī)定的時間內(nèi)完成所有任務(wù)時，將實施硬RTOS。在硬RTOS中，系統(tǒng)中的延遲嚴格地有時間限制，以確保以100％的比率滿足截止日期，任何錯過的截止日期都被視為系統(tǒng)故障。

固定的RTOS- 在固定的RTOS中，偶爾可能會出現(xiàn)錯誤，但有一項了解，即錯過最后期限會導(dǎo)致設(shè)備性能下降。使用堅固的RTOS的設(shè)備有時可能會錯過最后期限，但是只要相對很少發(fā)生故障，應(yīng)用程序就可以恢復(fù)。

軟RTOS- 在軟RTOS中，按時完成任務(wù)可以優(yōu)化用戶體驗，但是如果錯過最后期限，性能不會完全下降。考慮一個運行游戲引擎的視頻游戲機：它必須安排任務(wù)并按時完成任務(wù)，以使游戲平穩(wěn)運行，但是稍有延遲或偶爾出現(xiàn)性能下降并不一定會破壞玩家的體驗。

實時嵌入式系統(tǒng)設(shè)計模式

設(shè)計模式描述了在設(shè)計特定類型的設(shè)備時通常會發(fā)生的問題的可重復(fù)解決方案。該模式描述了工程師如何解決特定問題，這是從解決類似問題的框架中獲得的。設(shè)計模式可幫助嵌入式系統(tǒng)工程師在開發(fā)產(chǎn)品時避免浪費時間，從而限制了總調(diào)試時間并縮短了上市時間。

以下設(shè)計模式對于構(gòu)建實時嵌入式系統(tǒng)的工程師很有用：

對象設(shè)計模式

管理器設(shè)計模式-管理器對象可以實現(xiàn)為跟蹤嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用程序中的多個實體，其中系統(tǒng)必須支持相同或相似類型的多個實體。

資源管理器模式-此設(shè)計模式可用于為同一類型的多個資源實現(xiàn)集中式資源管理器。

Half Call設(shè)計模式-此設(shè)計模式用于需要多個通信協(xié)議之間進行交互的實現(xiàn)。

協(xié)議設(shè)計模式

協(xié)議棧設(shè)計模式-此設(shè)計模式可用于實現(xiàn)分層協(xié)議，并在協(xié)議棧內(nèi)動態(tài)插入和刪除協(xié)議層。

協(xié)議層設(shè)計模式-此設(shè)計模式用于解耦協(xié)議層并減少協(xié)議堆棧各層之間的依賴性。

協(xié)議數(shù)據(jù)包設(shè)計模式-此設(shè)計模式為實時嵌入式系統(tǒng)提供了簡化的緩沖體系結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了一個支持各種協(xié)議層的添加和提取的單個緩沖區(qū)。

建筑設(shè)計模式

處理器體系結(jié)構(gòu)模式-實時嵌入式系統(tǒng)有許多可能的體系結(jié)構(gòu)已被記錄為設(shè)計模式。每個體系結(jié)構(gòu)設(shè)計模式都指定其自己的流程和模塊以及相應(yīng)的角色和職責(zé)。一些可用的選項包括：

運維處理器架構(gòu)

中央管理架構(gòu)

模塊管理器架構(gòu)

設(shè)備控制器架構(gòu)

功能協(xié)調(diào)模式-在實時嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中，每個任務(wù)都應(yīng)包括一個功能協(xié)調(diào)器。功能協(xié)調(diào)可確保功能不會因丟包或任務(wù)失敗而導(dǎo)致失敗。功能協(xié)調(diào)還可以幫助嵌入式系統(tǒng)在請求超時后恢復(fù)。

計時器管理設(shè)計模式-計時器管理是實時嵌入式系統(tǒng)的關(guān)鍵功能。定時器管理設(shè)計模式經(jīng)常用于解決實時嵌入式設(shè)備的需求。它們包括故障檢測，消息丟失和故障恢復(fù)序列，不活動檢測，排序操作以及其他確保任務(wù)在指定期限內(nèi)完成的功能。