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uC/OS 系列是由 Jean J. Labrosse 开发的一套嵌入式实时操作系统（RTOS），以其高质量源码和清晰的结构，在嵌入式教学和某些工业项目中有着广泛影响。该系统主要包含两个版本：uC/OS-II 和 uC/OS-III。
本文将带你了解这两个版本的发展背景、对比两者的核心差异，并给出在实际应用中的取舍建议。
演变历程
| 时间 | 版本 | 简要说明 |
|---|---|---|
| 1991 | μC/OS（V1） | 最初版本，用于 80x86 平台 |
| 1998 | μC/OS-II（V2.00） | 大幅重写，成为 RTOS 教学和商业应用的典范 |
| 2009 | μC/OS-III（V3.00） | 引入更多先进调度机制，结构模块化、支持扩展 |
| 2020 | 官方开源 | uC/OS 系列项目陆续托管到 GitHub 上，源码开放（Apache 2.0 商业许可） |
架构对比总览
| 特性 | uC/OS-II | uC/OS-III |
|---|---|---|
| 任务数 | 最多 64 个 | 理论无限制（由内存决定） |
| 优先级机制 | 固定优先级，不可重复 | 支持相同优先级任务（时间片调度） |
| 调度方式 | 抢占式，无时间片 | 抢占式 + 时间片轮转 |
| 中断嵌套 | 支持 | 支持（改进 ISR 架构） |
| 多核支持 | ❌ 单核 | ✅ 多核（SMP）支持（实验性） |
| 内核模块化 | 中等 | 更高（可选功能按需裁剪） |
| 内核对象 | 结构简单 | 引入对象指针、内核对象控制块 |
| 动态创建任务 | ❌ 不支持 | ✅ 支持动态分配任务/队列 |
| 代码体积 | 小 | 大一些，但可裁剪 |
| 学习曲线 | 平缓，易学 | 稍陡，功能丰富但复杂 |
| 兼容性 | 与 uC/OS-III 不兼容 | 与 II 不兼容，API 变化大 |
核心差异详解
任务调度机制
- uC/OS-II：
- 每个任务必须有唯一优先级（0 ~ 63）。
- 高优先级任务永远抢占低优先级任务。
- 没有时间片调度（即使两个任务逻辑上应该轮换）。
- uC/OS-III：
- 允许多个任务使用相同优先级。
- 引入 Round-Robin 时间片调度（可选）。
- 更灵活，适合复杂系统任务调度。
内核对象和 API 改动
- uC/OS-III 引入了 统一的内核对象结构（如
OS_TCB、OS_SEM），支持动态创建/删除对象。 - API 变化较大，比如：
- uC/OS-II 使用
OSTaskCreate()，而 uC/OS-III 使用OSTaskCreate((OS_TCB *) p_tcb, ...)。 - 参数更加模块化，但写法更繁琐。
- uC/OS-II 使用
模块化与扩展性
- uC/OS-II：
- 使用宏开关控制功能启用，例如
OS_SEM_EN。 - 模块拆分度有限，适合单一功能项目。
- 使用宏开关控制功能启用，例如
- uC/OS-III：
- 更细粒度的模块化，适配更复杂场景（如内存管理、多核支持、Tick-less 等）。
- 更适合商业项目/大系统使用。
多核与未来适配
- uC/OS-III 在架构上引入对 多核处理器（SMP）支持的可能性。
- 不过其在实际多核项目中的应用非常有限，且文档支持不足。
教学与实践推荐
| 场景 | 推荐版本 | 原因 |
|---|---|---|
| RTOS 原理教学 | ✅ uC/OS-II | 结构简单、源码易读 |
| 单片机项目入门 | ✅ uC/OS-II | 易于移植，配套资料多 |
| 高级嵌入式项目 | ✅ uC/OS-III | 调度更强大，支持更多系统功能 |
| 多任务仿真系统 | ✅ uC/OS-III | 支持时间片调度更适合模拟多任务系统 |
| 与现代 RTOS 比较学习 | 两者都看 | 有助于从经典迈向现代架构（如 FreeRTOS、Zephyr） |
总结
uC/OS-II 是一款极具教学价值的实时操作系统，源码极其简洁，非常适合入门。而 uC/OS-III 虽然功能更强大，但学习门槛更高、资料较少，适合深入了解调度器实现或用于复杂项目。
对于刚接触 RTOS 的读者，我们建议以 uC/OS-II 为起点，理解基础原理后再探索 uC/OS-III 或 FreeRTOS 等更现代系统。