RT-Thread实时操作系统在基于RISCV处理器上的应用与设计

论文总字数：16000字

摘 要

RISC-V是加利福尼亚大学伯克利分校设计并开源的一套精简指令集，目前基于RISCV指令集的微处理器内核层出不穷，百家齐放，成为当下CPU设计的一个热点项目。

RT-Thread是一款主要由中国开源社区主导开发的开源实时操作系统，其主要采用C语言编写，浅显易懂，方便移植。它把面向对象的设计方法应用到实时系统设计中，使得代码风格优雅、架构清晰、系统模块化并且可裁剪性非常好，且相较于Linux操作系统，RT-Thread体积小，成本低，功耗低、启动快速，除此以外RT-Thread还具有实时性高、占用资源小等特点，非常适用于各种资源受限（如成本、功耗限制等）的场合。该系统在当下最热的以RISCV内核的处理器上的应用将显得更有意义。

在这样的大的设计背景下，本课题符合当下的技术发展趋势，该课题设计具有重要意义。

关键词：RISC-V；RT-Thread；内核移植。

Application and Design of RT-Thread Real-time Operating System on RISC-V Processor

ABSTRACT

Risc-v is a set of compact instruction set designed and open source by the university of California, Berkeley. At present, microprocessor cores based on RISCV instruction set emerge in an endless stream, and hundreds of them are put together, which has become a hot project in CPU design.

Rt-thread is an open source real-time operating system mainly developed by Chinese open source community. It is mainly written in C language, which is easy to understand and portable. It the object-oriented design method is used in the design of the real-time system, makes the code style elegant, clear architecture, the system is modular and cutting can be very good, and compared with the Linux operating system, RT - Thread small volume, low cost, low power consumption, quick start, in addition to this RT - Thread also has the characteristic such as high real-time performance, small occupancy resources, very suitable for all kinds of limited resources (such as cost, power consumption, etc.). The application of this system in the current hottest RISCV core processor will be more meaningful.

In such a big design background, this subject conforms to the current trend of technological development, the subject design is of great significance.

Keywords:RISC-V;RT-Thread;Kernel transplantation.

目录

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摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 设计的目的和意义 1

1.2 国内外发展情况 1

第二章 RT-Thread操作系统介绍 2

2.1 RT-Thread简介 2

2.2 许可协议 2

2.3 RT-Thread的架构 2

2.4 内核基础 3

2.4.1 线程调度 4

2.4.2 时钟管理 4

2.4.3 线程间同步 4

2.4.4 线程间通信 5

2.4.5 内存管理 5

2.4.6 内核对象管理 6

第三章 开发板介绍 8

3.1 hifive1开发板介绍 8

3.2 小节： 9

第四章 RT-Thread的移植 11

4.1 RT-Thread源码结构 11

4.1.1 bsp文件夹介绍 11

4.1.2 components文件夹介绍 11

4.1.3 documentatinon文件夹介绍 11

4.1.4 examples文件夹介绍 11

4.1.5 Include文件夹介绍 11

4.1.6 Libcpu文件夹介绍 11

4.1.7 src文件夹介绍 12

4.1.8 Tools文件夹介绍 12

4.2 修改接口文件 12

4.3 修改rtconfig.h文件 13

4.4 在用户层添加主函数 13

4.5 在hifive1上实现rt-thread的移植 14

4.6 RT-Thread的测试 21

第五章 结 语 23

第六章 致谢 24

参考文献 25

第一章 绪论

1.1 设计的目的和意义

嵌入式操作系统一直是学术界研究的热点，具有广阔的应用前景。但是，微内核带来的效率问题一直是一个薄弱环节。^[1]在裸机系统中，用户所编写使用的所有程序操作都跑在一个无限大的循环里面，小型产品裸机也能实现功能供用户使用；一旦产品功能复杂，需要实现良好的人机交互，RTOS便是不可或缺的了。

RT-Thread 是一款主要由中国开源社区主导开发的开源实时操作系统，其主要采用 C 语言编写，浅显易懂，方便移植。它把面向对象的设计方法应用到实时系统设计中，使得代码风格优雅、架构清晰、系统模块化并且可裁剪性非常好，且相较于 Linux 操作系统，RT-Thread 体积小，成本低，功耗低、启动快速，除此以外 RT-Thread 还具有实时性高、占用资源小等特点，非常适用于各种资源受限（如成本、功耗限制等）的场合。该系统在当下最热的以RISCV内核的处理器上的应用将显得更有意义。

在这样的大的设计背景下，本课题符合当下的技术发展趋势，该课题设计具有重要意义。

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