嵌入式开发为什么要使用裸机？

并非所有的操作系统都是平等构建的。事实上，在多任务处理、开销、内存使用等方面有很多不同。当涉及到为设备选择合适的系统时，这一系列的选择可能会使嵌入式开发人员感到困难。

一种特别适合连接设备（至少是基本设备）的类型是裸机。正如裸机服务器一次只能承载一个租户一样，裸机环境完全专用于运行单个应用程序。这与同时运行多个程序的常规操作系统形成了鲜明对比。

RTOS：处理复杂的调度

与同类产品相比，裸机的简单性尤为明显。裸机系统的下一步是RTOS（实时操作系统）。RTOS的设计相对简单，但与裸机不同，它可以同时启动和停止不同的进程。另一方面，RTOS不如OS强大。最大的区别通常是内存保护和虚拟化。

在高端操作系统中，应用程序内存是分开的，操作系统确保一个进程（正在运行的应用程序）不会损坏另一个进程的内存，这是通过虚拟化内存来实现的，这使得操作系统可以在不使用时将未使用的内存交换到磁盘上。RTOS中通常不存在高级内存处理。

这种级别的高级资源管理（内存、磁盘、网络、CPU）在应用于一般系统（如PC）时非常有用。但是，在小型嵌入式设备上，这是不同的，因为你通常对以下方面有很好的了解：

需要运行多少个应用程序/进程

这些应用程序/进程需要什么内存

确保这些过程不会相互干扰。

在某些领域，RTOS被物联网应用所青睐，因为它可以处理大多数互联网连接嵌入式系统所需的复杂调度。此外，将USB、TCP/IP和GUI组件集成到裸机系统中对于嵌入式开发人员来说非常耗时和复杂。

OS：在较重的方面

在RTOS之上的另一个步骤，或者更像是一个巨大的飞跃，是一个成熟的操作系统。此操作系统选项与裸机处于光谱的另一端。虽然裸机和RTSO有一些相似之处，例如减少了开销和有效的内存使用，但裸机和操作系统实际上没有相似之处。

你可能会认为传统的操作系统受到开发者的反对，对于简单的物联网设备来说太重了，但是，你错了。还有一个著名且广泛使用的操作系统是Linux，它通常是嵌入式系统的固定设备。

决定什么适合你的物联网设备将取决于使用情况。简单的传感器和基本设备根本不需要高端操作系统的处理能力，而且可能会从精简的裸机方法中获益。

另一个重要的注意事项是，尽管裸机开发非常耗时，但许多嵌入式开发人员确实更愿意投入额外的工作。这是因为管理得越多，你控制事情的能力就越强。

当然，并非所有的闪光都是金子，值得一提的是裸机环境的局限性。裸机的成本之一是性能损失，因为你必须通过操作系统与硬件进行通信，但跨平台的所有硬件也需要统一，并且外观相同。因此，某些功能可能会在操作系统驱动程序中丢失。

同时，对于物联网设备来说，这一点尤为重要，互联网通信的需求有时会促使开发人员转向RTOS而不是裸机。这是因为internet通信要求单个应用程序现在与TCP/IP通信堆栈进行多路复用，TCP/IP通信堆栈有时需要自己的线程，在RTOS上处理起来可能更简单。

但总的来说，裸机确实为那些有基本需求的设备提供了理想的功能。由于缺乏开销、高效使用内存以及对应用程序硬件的完全控制，它成为当今任何直接连接设备的竞争者。