即時作業系統是如何演進的

在小型MCU上面用的工作排程(Task Schedule)Bee整理了一下。
發現從使用硬體中斷，到即時作業系統(RTOS)之間有演進的程序。

1.Round-Robin:不使用中斷，只使用輪詢方式，做為排程。
2.Foreground/Background:只使用中斷，利用硬體排程。
3.Round-Robin with Interrupt:使用中斷及輪詢混合式排程。
4.Coroutine:將輪詢方式的排程改為經由軟體呼叫方式切換。並加入排程工作鏈，管理工作加入及移除。
5.Real-Time Operating System:現代即時作業系統，函式一下子增加了許多。工作切換可以利用設定事件(Event)方式，設定排程的條件。


前三種及RTOS在uCOS的書中有介紹，但Bee認為奇怪的是為何工作排程一下子變的如此複雜。
在使用中斷管理及現代作業系統之間，一定存在軟體可以管理，但又沒有強制切換的管理系統。
不幸的是，中間型式就像物種進化中的失落環節一樣，幾乎找不到資料。
後來才從Forth語言及Lua語言上找到Coroutine，Bee才確定有Coroutine這型排程管理系統存在。


以下就功能特性做一個比較：
1.Round-Robin:
    特性：這是最簡單的排程系統，但時間控制不精準。
    Task Control : Pulling
    Time Function : Depend on assemble code or instruction delay
    Data Exchange : Global variable
    State Machine : Run on open loop，state control by data

2.Foreground/Background:
    特性：將需要精準時間控制的工作放入中斷。
    Task Control : Interrupt
    Time Function : In interrupt using counter control function call
    Data Exchange : User control with protected global variable
    State Machine : Run on open loop，state control by data

    要解決問題：變數保護問題，假設有一個函式如下。
int temp;
void swap( int *x, int *y)
{
    temp = *x;
    *x = *y;
    *y = temp;
}
    這個函式若由main()及中斷中都有使用到，則會發生變數衝突問題。這個問題則要由工程師自己注意。

3.Round-Robin with Interrupt:
    特性：加入多種工作時，要改成這個結構。
    Task Control : Interrupt/Pulling
    Time Function : Interrupt Function/Interrupt Flag to Round-Robin Function
    Data Exchange : User control with protected global variable/Global Variable
    State Machine : Run on open loop，state control by data

4.Coroutine:
    特性：加入工作管理，可以加入及移除工作項目
    Task Control : O.S. Function/Interrupt
    Time Function : Interrupt Function / O.S. Function
    Data Exchange : Global Variable
    State Machine : Program Structure Control

   

5.Real-Time Operating System:
    特性：現在作業系統功能
    Task Control : O.S. Function
    Time Function : O.S. Function
    Data Exchange : O.S. Function
    State Machine : Program Structure Control

過時的工程師

前些時候Bee遇到了一位自製CPU的工程師，今年則是遇到開CPU的工程師。
Bee是曾經想自製CPU，所以要聊CPU可能可以找的人也不多，所以會談到一些市場的問題。
對他們來說，Bee算是自製CPU的逃兵。可是Bee早在數年前就覺得這個領域是不能再待的。因為市場快要過時了。
只是不到十年，就已成真。未來可以遇到的CPU可能不多了。

二個人我都問過一樣的問題：為何不改走別條路。回答的原因很多，但有一個共同的是，已投入十年以上的技術，不能放棄。
不過技術本來就會過時，科技業本就是如此！即使學有專精，還是有過時的一天。
但舊技術是不會消失，只是看人如何去用，如何加入新元素，找到新市場。

不過可以肯定的是，硬體為主的時代已過，現在走的是軟體服務時代。
現代軟體工程師也和以前不同，以前的軟體工程師會熟讀原始碼才使用，甚至改寫。現代的則是找Open Source直接用。
有些軟體開發環境已經和以前不同了。網路發達是主因，但軟體環境也變了許多。
除錯工具的精進，也改變了寫程式的生態。
有許多的函式庫可以用，不用再去做非常深入的了解。

不同時代，環境不同，所以生存機制不同。藉由以往成功的經驗是不一定能在新的環境下成功。
而且使用不對，反而會走向失敗。
人生沒有幾個十年，要如何走才是要好好考量的。