摘要：研究所學生沒有假期，是以今天繼續更新RTOS系列文章。本文以FreeRTOS為例，如果我們自己在官網下載下傳源碼然後手動移植代碼就是使用FreeRTOS的原生API接口，如果我們使用STM32CubeMX來配置工程就是使用的CMSIS-API接口，是對FreeRTOS的原生API接口進行了封裝。
一、RTOS為什麼要搞兩種API?
CMSIS-RTOS API是ARM公司為RTOS核心制定的一套通用接口協定，它提供了一套「标準的API接口」，可以移植到各種各樣的RTOS上，使得上層的軟體、中間件、庫以及其他元件在不同的RTOS之上都可以正常工作。
簡單的說就是：STM32是ARM核心的，這大家都知道。FreeRTOS是一種免費的開源的嵌入式作業系統。那它肯定就不屬于ARM公司的對不對？這也很好了解。現在你要在我ARM核心上面使用不是我的RTOS産品，那麼我ARM公司就要把你這個RTOS給打包一遍，封裝成屬于我的适合我的API接口協定類型的CMSIS-RTOS API。這樣解釋應該好一點。
在STM32上使用FreeRTOS，可以直接使用FreeRTOS的原生接口(原生API)，源碼移植就是使用的是原生API接口，這無可厚非。你也可以選擇CMSIS接口，實際上CMSIS接口和原生接口都是類似的，但是如果你學會了CMSIS的RTOS接口之後，也能自學對應的原生接口，當然還是有差別的，是以還是需要花時間去熟悉的。
學會了CMSIS的最大好處就是，隻要其它RTOS有提供CMSIS接口，我們就可以直接使用CMSIS接口，而不需要再花時間去了解原生接口。比如我們在學習UCOS時，發現UCOS的API和FreeRTOS的API不同，是因為我們學的都是它們原生的API，就是我們下載下傳源碼後在keil中移植的那種。但是如果我們學會了CMSIS-API，那麼不管以後學習哪一個OS，隻要這個OS提供了CMSIS的接口，我們就直接可以用CMSIS的API來調用學習，而不需要再花時間去了解原生接口。
STM32CubeMX在提供FreeRTOS時也提供了CMSIS接口，後面具體舉例時就可以看到封裝的.c檔案，總之ST對FreeRTOS封裝出了CMSIS接口。
二、使用CubeMX配置FreeRTOS
以STM32F407ZGT6晶片為例，使用CubeMX配置FreeRTOS。
1、建立工程
2、外部晶振
選擇外部晶振
4、下載下傳器
選擇四線的SWD接口下載下傳器。
5、打開FreeRTOS
這裡可以看到STM32CubeMX隻提供了一種RTOS就是FreeRTOS，并且提供的是CMSIS接口API，并沒有提供原生的API，是以如果你想學習原生API就必須學會手動移植源碼，使用STM32CubeMX來建立工程就必須使用ARM公司的CMSIS API
Include paramters
這一個與FreeRTOS的原生接口有關，大家凡是看到v打頭、x打頭的函數，都是FreeRTOS的原生函數，我們現在要使用的是對原生接口封裝後的CMSIS API，通過Include paramter的配置可以決定哪些原生接口被使用，哪些不被使用，不過有關Include paramters中的内容，一般情況下使用預設設定即可。
User Constant
在該這欄目中可以添加宏定義，添加後就會在代碼中自動生成宏定義的代碼，但是我們一般不會這樣添加，我們需要定義什麼宏定義，我們一般都是直接在代碼中編寫。
Task and Queues
在這一個欄目中，我們可以添加任務(線程)，自動生成代碼時就會生成建立任務(線程)的代碼，一般會有一個預設任務，如果需要的話我們可以額外添加一個任務，當然我們也可以自己去寫這些建立任務的代碼。
添加一個任務(線程)，預設任務+添加的任務，目前我們有兩個任務，建立工程時會自動生成建立這兩個任務的代碼。
添加之前
添加之前
添加之後
添加之後
Timers and Semaphores
通過該欄目可以添加軟體定時器、互斥鎖和信号量，然後就可以自動生成軟體定時器、互斥鎖和信号量的代碼，但是一般情況是在寫代碼時我們自己添加相應的代碼，而不是自動生成能，是以這個欄目不配置。
目前不添加定時器、互斥鎖和信号量，程式設計時在代碼中添加。
FreeRTOS Heap Usage(堆設定)
6、時鐘配置
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Fvco:VCO頻率
SYSCLK:系統時鐘頻率
Fusb:USB,SDIO,RNG等的時鐘頻率
Fs:PLL輸入時鐘頻率,可以是HSI,HSE等.
plln:主PLL倍頻系數(PLL倍頻),取值範圍:64~432.
pllm:主PLL和音頻PLL分頻系數(PLL之前的分頻),取值範圍:2~63.
pllp:系統時鐘的主PLL分頻系數(PLL之後的分頻),取值範圍:2,4,6,8.(僅限這4個值!)
pllq:USB/SDIO/随機數産生器等的主PLL分頻系數(PLL之後的分頻),取值範圍:2~15.
外部晶振為8M的時候,推薦值:plln=336,pllm=8,pllp=2
7、工程設定
8、生成代碼
建議勾選上分檔案管理。我們在生成代碼的時候，出現了如下提示，我們這裡需要解決這個警告，否者會出問題。
前面介紹FreeRTOS時說過，FreeRTOS線程切換的本質就是定時器定一個時間，定的時間到了就切換運作其它線程，在預設情況下會使用Systick來作為RTOS的時間片定時器，這裡不湊巧的是HAL 庫代碼已經使用了 Systick，是以上面警告就是告訴你沖突了，我們需要解決這個沖突。
如何解決沖突？
先點選“否”，将 sys 中的 Systick 換成其它定時器，比如tim1，RTOS就使用 tim1來做自己的Systick。
做了以上設定後在生成代碼時就不會再出現前面所提到的警告。
FreeRTOSConfig.h
在生成的工程項目中的頭檔案目錄下有一個FreeRTOSConfig.h，如果是源碼移植的話，我們應該修改這一個.h來設定我們需要的配置，但是CubeMx提供了圖形化的配置界面，也就是我們前面所介紹的内容，我們進行了前面的配置後，關鍵配置資訊就會記錄到這個.h中，最後 FreeRTOS在工作時就會使用到.h 中的相關配置。
3、工程檔案介紹
CMSIS API
CMSIS API
怎麼樣是不是跟我們使用原生API建立的任務函數有點不一樣，那是肯定不一樣的。但是要明白這種方式隻不過是給FreeRTOS原生的API穿上了一件華麗的外衣而已，函數内部其實還是調用的原生API，隻不過沒讓你看見而已。
原生API
原生API
不管是CMSIS API還是原生API函數的建立過程基本是一樣的，隻不過函數不一樣，是以也不要太過糾結使用哪一種API，後期這兩種API都會分析它們之間的不同，包括消息隊列、信号量、互斥量等等！
CMSIS API函數主要有：
Signal Events //信号
osSignalSet : Set signal flags of a thread.
osSignalClear : Reset signal flags of a thread.
osSignalWait : Suspend execution until specific signal flags are set.
Mutexes //互斥鎖
osMutexCreate : Define and initialize a mutex.
osMutexWait : Obtain a mutex or Wait until it becomes available.
osMutexRelease : Release a mutex.
osMutexDelete : Delete a mutex.
Semaphores //信号量
osSemaphoreCreate : Define and initialize a semaphore.
osSemaphoreWait : Obtain a semaphore token or Wait until it becomes available.
osSemaphoreRelease : Release a semaphore token.
osSemaphoreDelete : Delete a semaphore.
Memory Pool //記憶體池
osPoolCreate : Define and initialize a fix-size memory pool.
osPoolAlloc : Allocate a memory block.
osPoolCAlloc : Allocate a memory block and zero-set this block.
osPoolFree : Return a memory block to the memory pool.
Message Queue //消息隊列
osMessageCreate : Define and initialize a message queue.
osMessagePut : Put a message into a message queue.
osMessageGet : Get a message or suspend thread execution until message arrives.
Mail Queue //郵箱隊列
osMailCreate : Define and initialize a mail queue with fix-size memory blocks.
osMailAlloc : Allocate a memory block.
osMailCAlloc : Allocate a memory block and zero-set this block.
osMailPut : Put a memory block into a mail queue.
osMailGet : Get a mail or suspend thread execution until mail arrives.
osMailFree : Return a memory block to the mail queue.
最後，祝大家中秋節快樂，玩的開心！
原文作者：果果小師弟
原文标題：作業系統RTOS為什麼要搞兩種API?
原文連結：https://mp.weixin.qq.com/s/Fv7KoqSIGQPMtKuxpRCOiw