PIC微控制器操作系统

Question

听说可以使用内置的引导加载程序和自己编写的内核为PIC微控制器编写操作系统，而且必须是实时操作系统。

1. 这是真的吗？您是否可以用C/C++为PIC编写操作系统内核？
2. 如果问题1的答案是肯定的，是否有任何示例可供参考？
3. 如果问题1的答案是肯定的，是否需要任何类型的软件来创建内核？
4. Microchip是唯一生产PIC微控制器的公司吗？
5. PIC微控制器能否在Mac上进行编程？

谢谢！

- Coder404

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你认为为什么需要在像PIC这样的小型微控制器上使用操作系统？ - Paul R

@PaulR 这是一个项目，我正在编写一个可以为小型设备执行多项任务的小型操作系统。PIC微控制器小巧、常用、现代且价格低廉。 - Coder404

作为一名专业的嵌入式程序员，我发现在PIC上使用RTOS几乎总是比不使用更好的选择。 - Adam Casey

@Adam：有趣 - 我本以为对于大多数PIC应用程序来说，完整的RTOS会过度设计，但我可以看到小型多任务内核的价值。 - Paul R

@PaulR - 我同意；有不同级别的RTOS... FreeRTOS是一个小型的多任务内核，在PIC上非常适合。我们发现，它几乎总是比编写自己的调度程序更好，特别是在PIC24及以上版本上。 - Adam Casey

有一种基于微控制器的计算机叫做Maximite，它使用PIC32芯片。它附带了一个嵌入式BASIC解释器，称为MMBasic。 - Chris Tusa

Answer 1

1. 是的，你可以编写自己的内核（我自己写过两个）。如果你想要抢占式调度，则在编写上下文切换时完全避免使用汇编将非常困难。另一方面，你可以轻松地纯粹使用C编写协作内核（我自己也这样做过）。（请注意，创建操作系统并不是一项简单的任务...我建议先熟悉纯C，然后使用一个或两个操作系统，再尝试创建一个。）
2. FreeRTOS是一个很好的例子。它有现成的端口（即在Explorer16演示板上无需修改即可运行的MPLAB项目）适用于PIC24F、PIC33F和PIC32MX（以及其他20多个官方端口适用于其他供应商的设备）。虽然PIC18F也被支持，但情况并不理想...
3. 你只需要MPLAB来创建内核（Microchip提供免费版本）。它可以与C和汇编语言相互配合使用。根据处理器的不同，MPLAB还有免费版本的C30和C32编译器。
4. PIC是一种微控制器，是Microchip的商标。许多其他公司生产微控制器并称之为其他名称（例如AVR、LPC、STM32等）。
5. 是的，MPLAB X的新版本支持Mac、Linux和Windows。

- Nathan Wiebe

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完整回答我的问题+1！谢谢！ - Coder404

另外需要注意的是，您可以使用其他IDE来为PIC微控制器编程，例如ccsinfo.com提供的CCS C，这是PIC最好的IDE+C编译器之一；或者您可以使用来自mikroeletronika的IDE，它支持C、Pascal或Basic用于PIC和AVR。 - Diego Garcia

Answer 2

我建议你查看 FreeRTOS。

- Oliver

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我看到了这个问题，想知道如何编译并将其保存到PIC中？此外，我需要RTOS支持检测按钮并确定是否按下按钮。 - Coder404

查看“支持的MCUs”页面以了解支持的工具。至于按钮 - 这将是您需要实现的任务。 - Oliver

请参见：http://www.freertos.org/a00090.html#MICROCHIP - Paul R

@程序员：典型的RTOS内核提供基于优先级的抢占式线程调度、进程间通信，通常还提供一些最小化的中断处理框架。通常不包括I/O。在您的情况下，您可以让按钮输入触发中断，然后中断向线程发送事件。或者（效率较低），您可以有一个线程轮询输入并将事件发送给其他线程。 - Clifford

Answer 3

我赞同使用FreeRTOS；我们在PIC24设计中一直使用它。该移植工作良好，不会占用太多内存。 Microchip支持许多第三方RTOS。 大多数都有免费的演示项目可供下载，在MPLAB中构建，并非常容易地编程到Explorer16板上。然后，您可以尽情进行实验。

- Adam Casey

Answer 4

PIC 不是单一的架构。PIC10 与 PIC24 差别很大，尽管它们和每个 PIC 之间都有一些共同点。另一方面，基于 MIPS 的 PIC32 是完全不同的架构。因此，您必须清楚自己所指的是哪种 PIC。

在 PIC 上运行的操作系统不必是实时操作系统（RTOS），但这将非常适合设备所用的应用领域，因此任何不能实时处理的东西都会减弱其实用价值。

已经有许多适用于 PIC 的 RTOS 端口。

内核调度程序没有特殊的开发方法，在大多数情况下，只需要 C 和一些汇编语言即可 - 没有特殊工具。如果您希望获得最小/最快的代码，则可以使用 100% 汇编语言，但前提是您的汇编语言知识比编译器更好。

PIC是Microchip专有的，虽然Parallax SX更或多或少是一个克隆。与ARM不同，Microchip不会将架构授权给第三方芯片制造商或IP提供商。无论如何，在我看来，没有人会想要它；还有更好的架构。ARM Cortex-M特别适合RTOS内核实现，AVR指令旨在从C源代码进行高效转换。即使是受人尊敬的8051也非常适合RTOS实现；其八个寄存器库使上下文切换非常快（对于最多八个线程），并且像ARM一样，8051架构设备可从多个制造商获得。

- Clifford

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谢谢您的评论。我已决定基于ARM Cortex-M（由于您的建议）开发我的项目FreeRTOS。 - Coder404

Answer 5

PIC 18F CPU 的硬件堆栈只有31个字节长。其他RAM内存不能用作堆栈。即使8051 IRAM内存具有128字节的堆栈。我已经为8051、ARM和PIC 18F做了RTOS，并且在PIC 18F上感觉不好。如果可以将PIC32的RAM（16K到64K）用作堆栈，如果堆栈指针是16位长，那么它将比PIC18F类型好得多。有人知道吗？

- Long Wan