无人机是一个任务复杂度比较高的系统，如何高效稳定的进行任务管理和调度呢，使用RTOS实时嵌入式操作系统是一个非常理想的方案，这一篇我们聊一下无人机飞控使用的RTOS。
为什么使用RTOS
实际上很多专用飞控，比如一些型号无人机、飞航导弹等的控制系统，并不使用RTOS，这样的设计基于以下一些考虑：
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专用飞控一般使用模块化设计，比如使用外部组合导航模块，飞控本身更多进行飞机的控制，导航和决策层由外部组件完成，直接管理的传感器较少，因此任务复杂度不高
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专用飞控的任务明确，功能清晰，任务数量相对而言比较少，自行管理任务也可以保证实时性
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自行管理任务对系统的执行过程可以控制明确，没有线程切换，对于高可靠性和安全性的场合，更可控的代码还是更加重要
当然不使用RTOS也会存在一些问题：
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对于增加的每个任务的执行时间都需要有明确的把控，任何任务执行时间过长都可能导致其它任务出现超时、异常
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如果进行比较复杂的任务同步，阻塞、信号传递、内存管理等操作的难度会高一些，都需要自行管理维护
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随着任务系统的逐渐复杂，任务管理的难度会逐渐提高和稳定性也会降低
飞控使用RTOS的优点有哪些呢，根据上面的描述我们也能大概知道一些：
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RTOS提供了线程管理、同步、通信、内存管理和中断管理功能，简化多任务的开发难度
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RTOS的线程优先级管理机制可以保证线程稳定性和可靠性，比如高优先级的任务，不会因为低优先级任务的添加和修改导致出现异常（一般情况下是这样的）
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RTOS的稳定性和安全性一般经过大量的验证，选用符合标准的RTOS可以保证稳定性
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对于提供完善bsp（板级支持包）的RTOS，可以简化代码的可移植性，更加方便的支持多硬件运行
一些开源飞控同样没有使用RTOS，比如cleanflight，它自己设计了一个任务调度机制，感兴趣的同学可以研究一下。
无人机使用的RTOS
无人机使用的RTOS都有哪些呢，专用飞控一般都保密就不讨论了，我们说一下开源飞控都使用哪些。
Nuttx
开源项目PX4使用的RTOS，大多数人了解这个RTOS是通过PX4了解的，它是一个非常优秀的RTOS，应用非常广泛。
近年来在国内也非常的活跃，小米的IOT生态就是基于Nuttx打造，关于小米为什么选用Nuttx，小米的IOT开发者官网给出了非常详细的解释，这也是Nuttx的主要特点，这里不复述了，直接上链接
https://iot.mi.com/vela/detail.html
值得一提的是NuttX对POSIX标准有原生兼容：NuttX是可商用化RTOS中唯一一个对POSIX API有原生支持的实时操作系统，所以很多Linux社区的开源软件可以很方便的移植到NuttX上，这样可以极大的简化开源软件移植，方便代码复用。
关于Nuttx后面计划出一个系列分享，欢迎持续关注公众号。
ChibiOS
开源飞控APM目前使用RTOS，这个RTOS设计者据说是因为不满当时现有的RTOS，于2007年发布了这一款RTOS。代码的优美性和一致性，以及内存的静态使用、确定性、强大的抽象功能，都是这个系统关键的特性。为了增强可靠性，整个内核本身是静态编译的，并且不需要一个动态内存分配器。
APM使用ChibiOS底层服务任务的调度，如串口、存储、RCIN、RCOUT、IO以及主任务的调度，应用层的任务都运行在主线程中，使用自己设计的无优先级的时间片轮调度方式。
FreeRTOS
LibrePilot使用的RTOS，这是一个使用非常广泛的RTOS内核，它提供了非常精简的实时内核，可以非常简单的移植到自己的系统之中。
值得一提的是FreeRTOS受到亚马逊的大力支持，是亚马逊物联网的重要组成部分
RT-Thread
这是一个非常优秀的国产开源RTOS，已经发展了十几年，这几年的发展十分迅速，它的特点是除了实时内核外还提供了非常丰富的中间件组件
国内有不少团队在使用它开发飞控，我所了解的一个开源飞控为FMT，Firmament (FMT) 是一款基于模型设计 (Model-Based-Design, MBD) 的开源自驾仪，可被用来快速构建无人机，无人车，无人船，机器人等平台的控制系统。
https://github.com/Firmament-Autopilot/FMT-Firmware
它还处于开发初期，功能还比较简单，大家可以持续关注。
当然还有很多优秀的RTOS，比如常用的uCOS，行业应用广泛的vxworks，以及随着物联网的快速发展，阿里腾讯华为推出的alios、TencentOS tiny、Liteos-a。
作为开发者，RTOS只是一个平台工具，更重要的是理解RTOS的基础思想，理解了线程管理、同步和通信的原理。
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