在“ RTOS的全部真相”系列的其余部分中，我们将详细研究如何实现和部署RTOS。 为此，我们将考虑特定的RTOS：Nucleus SE。 即使您不打算使用此特定内核或与其相关的其他内核，了解其工作原理也将为使用任何RTOS奠定良好的基础。
要了解为什么Nucleus SE是以这种方式设计的，重要的是要突出我在项目开始时遵循的核心任务和目标。
该系列中的先前文章：
第6条。 其他RTOS服务第5条 任务交互和同步第4条 任务，上下文切换和中断第3条 任务与计划第2条。 RTOS：结构和实时模式
第1条 RTOS：简介。
简单性内核代码应该是简单，直接，经过注释和记录的。 Nucleus SE主要用于教育用途。
尺码这应该是一个小的，可扩展的内核（因为可能缺少内存，尤其是操作内存（RAM））。
功能性内核必须具有支持标准RTOS服务的高级功能。
8/16位支持它应该支持8位和16位体系结构：尽可能使用字节大小的数据； 数据结构不应要求特殊的寻址方法； 持久数据不应不必要地复制到RAM。
未来从Nucleus SE到Nucleus RTOS必须有一条发展之路。 用户应该能够轻松地在内核之间传输代码。 更重要的是，他们的知识也必须被转移。 Nucleus SE API有效地实现了Nucleus RTOS API的子集。
费用商业模式应该对所有潜在用户都具有吸引力：8/16位设备的开发人员，首次使用RTOS的人员以及仅研究技术本身的人员。 因此，Nucleus SE是免费提供的，绝对可以免费用于商业和教育目的； 该代码可以使用和修改。
目标受众Nucleus SE这种方法的结果是一个可以对三种类型的开发人员有用的内核：
- 需要简单内核或任务调度程序的8/16位设备程序员。 如果开发人员对掌握使用RTOS的某些技能或开发使用Nucleus RTOS可能是不错的选择的使用其他32位设备的系统感兴趣，那么这尤其有吸引力。
- 使用32位设备的嵌入式应用程序开发人员，其软件复杂性不值得传统商业RTOS支付。 使用Nucleus SE会很有用，如果应用程序的复杂性增加，将允许进行开发（直至Nucleus RTOS）。
- 学习过程中的学生可以使用Nucleus SE作为学习RTOS的基础。 获得的技能将在以后开始工作时派上用场。
设计决策与权衡为了实现上述目标，必须做出一些经过深思熟虑的设计决策。 当我们考虑特定功能时，将在后面描述细节，但这是关键点的简要概述。
静态配置Nucleus SE是静态RTOS，这意味着所有配置决策都是在构建时做出的，而不是在运行时动态做出的。 这具有许多优点，包括简化数据结构和减少代码的大小，因此无需调用create和delete API函数。 对于大多数应用程序，不需要动态对象创建。
物件数量在基于Nucleus SE的应用程序中，每种类型的对象数量受到限制。 它可以是1到16个任务，也可以是0到16种不同的内核对象。 这简化了对象的寻址（请参见下文）。 对于内核打算用于的小型应用程序，此限制并不困难。
寻址对象使用“索引”对对象进行寻址，范围从零到十五。 与通常使用的指针相比，这在较小的处理器上可能更有效，并且允许更少的内存：索引仅需要4位内存； 地址是16-32位。
策划人调度程序属于已简化的内核体系结构领域。 内核没有提供四种具有不同调度策略的灵活机制，而是提供了四种单独的调度器类型。 在配置过程中，将为应用程序选择特定的调度程序。
功能有限Nucleus SE中未实现Nucleus RTOS中可用的某些功能。 在某些情况下，这样做是为了简化。 在其他情况下，一个区域中功能的轻微丢失会使其他功能更易于实现。 这些不兼容之处在本系列的相关文章中得到了强调。
内存使用量由于Nucleus SE必须支持有限的内存应用程序，因此特别注意了内存使用情况。 它应该使用“经典” ROM和RAM：ROM用于代码和持久性数据； RAM-用于存储变量，堆栈等。尽管特定目标可能具有不同的方案，但Nucleus SE代码非常灵活。 ROM和RAM的定义（#defines）用于为变量和数据的所有结构添加前缀，以指示其位置。 这可以使用工具来实现。
关键要求是避免不必要地将数据从ROM复制到RAM，因为RAM可能不足。 下一篇文章的“数据结构”部分描述了实现此目标的机制。
API实施Nucleus SE的API以传统方式实现：C语言函数实现每个API调用。 这些调用在逻辑上进行了分组。 尽管Nucleus SE中的API调用与Nucleus RTOS中的API调用并不完全相同，但是总体功能是模拟的，并且API之间的映射很容易。 Nucleus RTOS API的详细信息将包括在内。
关键部分许多API函数调用的代码都包含操纵内核数据的指令序列。 通常，在执行这些指令期间数据可能处于无效状态，因此必须注意避免中断。 或者，如果它可以访问此（当前无效）数据，则可能禁止从另一个任务或中断处理程序运行代码。 这样的指令序列称为关键部分。
定义了一对宏，分别称为NUSE_CS_Enter（）和NUSE_CS_Exit（）。 所有的Nucleus SE API函数代码都使用它们来覆盖关键部分，因此：
NUSE_CS_Enter（）;
<不间断代码>
NUSE_CS_Exit（）;
通常，这些宏将分别扩展为中断指令禁用指令和中断使能指令。 如果Nucleus SE是在其他处理器体系结构上实现的，则需要进行检查。 下一篇文章将介绍有关移植Nucleus SE的更多信息。
可扩展性与所有现代RTOS一样，Nucleus SE也具有可扩展性。 为了确保仅包括使用的RTOS组件，所有API函数均以库的形式显示。 因此，在链接期间，被引用的功能将被提取并包含在应用程序的最终图像中。 Nucleus RTOS对内核和所有其他OS组件都使用此方法。 Nucleus SE使用另一种技术。
Nucleus SE发行版中的所有源文件都没有包含依赖于所选工具箱中的库的内容，而是包含条件编译指令。 要为程序配置Nucleus SE，开发人员需要安装几个#define字符（在下一篇文章中将对此进行更多介绍）。 这确定了哪些API函数将被编译并因此包含在程序中。
Nucleus SE通过提供一个我称为“极端可伸缩性”的对象来增强了这种方法。 可以打开或关闭内核功能的几个方面，或使用类似的#define字符以其他方式进行配置。 因此，开发人员可以对内存的使用进行控制。
哪个API？Nucleus SE有自己的API，将在以后的文章中详细介绍。 对于许多用户而言，只需将这些对API函数的调用包括在代码中就足够了。
一些用户可能更喜欢使用其他API：标准API或他们熟悉的API。 Nucleus SE API非常灵活，可让您创建将接口转换为另一个API的包装器。
Nucleus SE开发的主要目标之一是与Nucleus RTOS高度的用户级兼容性。 尽管API不同，但它们的设计目的是易于匹配。 将提供一个包装器，以方便在Nucleus SE上使用Nucleus RTOS API。
在下一篇文章中，我们将继续回顾Nucleus SE，并将重点放在RTOS的内部结构和部署上。