（Operating System，操作系統）：“它很復雜”，“沒必要”，“內存太小”，“有學習成本”，“要改變編程思維”，“可能不穩定”……然而，基于以下理由，我們強烈推薦移植一個小型OS：

降低復雜度

LoRa終端的復雜度其實比我們想象的要高：它需要驅動SX1278，這需要處理很多事件，如接收數據超時，接收數據錯誤等；它需要實現網絡算法，申請入網，主動上報，低功耗喚醒，斷網續連等；它需要管理本地設備，采集傳感器數據，控制閥門等。

使用OS，可以將上述任務分解成多個進程，開發者專注于每個進程的實現，可以有效降低復雜度。

復用組件

LoRa終端一定有這樣的需求：射頻CAD偵聽到喚醒信號后，快速通知進程接收數據幀；需要一個軟定時器來靈活地延時和喚醒……這些系統組件，OS都提供，要知道，這些豐富的組件可是經過嚴格測試的。復用成熟穩定的組件是提高軟件生產力的有效手段，這方面，操作系統功不可沒。

提高CPU效率

當LoRa終端“等待射頻發送數據包完成”前，它無事可干；而其他進程希望得到CPU運行權，不用擔心，操作系統會完成調度，它會將“因等待而無事可干”的進程阻塞，而將CPU分配給“具備運行條件”的進程享用。

移植性更好

有一天，因為某種原因（需要更強大的計算能力，需要更低成本等）需要更換LoRa終端的MCU，有操作系統支撐的系統就輕松多了，因為應用軟件調用的是操作系統的API，它很少與硬件層直接打交道；基本上，只要將操作系統移植到“新MCU平臺”，軟件系統就OK了。

2  Contiki是一個怎樣的OS？

Contiki是少有能同時實現2個目標的操作系統：對內存要求極低，同時支持進程阻塞機制。8位單片機的RAM極為寶貴，幾KB都是很大了，一般的RTOS(FreeRTOS或uc/os-ii等)無法運行，而Contikil可運行良好；有些操作系統，如OSAL也在極少的RAM上可以運行，但是這種基于“狀態機”開發的機制，讓代碼很難理解，程序執行流在狀態中來回判斷和切換，讓邏輯更復雜。

節能內存

Contiki有一個巧妙的機制來實現進程的調度：當進程被阻塞時，OS記錄該進程的下一C語言行號；當進程繼續運行時，從記錄的C語言行號繼續運行。這種機制從2個方面極大節省內存：所有的進程共享一個棧，沒有上下文機切換。甚至在小于1KB內存的MCU上，Contiki都可以良好地運行。

進程可以阻塞

在Contiki系統中可以實現如下語句，進程發送無線電數據包，然后阻塞自己，直到發送完畢。這種“優雅”的機制，非常符合程序員思維，同時降低了開發的復雜度。

SX1278Send(packetbuf_dataptr(),packetbuf_datalen());

PROCESS_YIELD_UNTIL(RF_Tx_Done ==s_tRFResult);

移植簡單

如果僅使用Contiki的內核，只需要移植clock.c，即從MCU中找一個定時器來給etimer進程提供時鐘源。如果使用Contiki的網絡協議棧，需要按radio.c實現無線收發函數。

豐富的網絡協議棧

針對無線通信，Contiki提供3種MAC協議，還有RIME通信原語和RPL路由協議；針對TCP/IP，Contiki提供uIP協議棧，它支持IPv4和IPv6。

3 怎樣移植Contiki？

移植一個操作系統是指將它運行在給定的硬件平臺。因為Contiki是非可剝奪的OS，不用實現上下文切換（CPU的寄存器保存與恢復），因此它的內核移植特別容易，一般是實現2個定時器：etimer和rtimer。

如果站在3萬英尺的高度，一個基于Contiki嵌入式系統的層次結構如下所示。

考慮2種情況，首先需要升級Contiki更高版本的軟件，其次需要將Contiki移植到不同的硬件平臺。為了盡可能地減少升級和移植的工作量，增加了ports文件夾，ports目錄中文件與core目錄中文件低耦合。

3.1 移植Contiki內核

如果僅僅只移植Contiki的內核，那么還是比較容易的，一般說來只需要修改2個文件：clock.c和contiki-conf.h。

clock.c有2個函數需要適配對應硬件平臺：

void clock_init(void)； 設置一定時器，每秒產生CLOCK_SECOND個tick；

void SysTick_handler(void)； tick中斷時遞增時間，檢測是否有超時事件；

contiki-conf.h：設置contiki系統的一些參數，如：CLOCK_CONF_SECOND=100；

3.2 移植rtimer

3.2.1 rtimer用途

Contiki系統引入rtimer可以滿足精準定時的需要，一些對時間極為敏感的模塊（如MAC協議）依賴于rtimer。和etimer的粗粒度（常見為100Hz）不同，rtimer是細粒度（常見為1kHz）定時器。

3.2.2 rtimer移植

移植rtimer比較容易，基于MCU實現rtimer-arch.c和rtimer-arch.h。

需要特別注意，大多數定時器（尤其是8位MCU）位寬為16位，即MAX=65535， rtimer的頻率定為1kHz比較合理，它既可以保證比較好的精度（1ms），又具備65秒的滿量程，這可以適應大多數的應用需要。

另外，大多數應用需要隨機撤銷和重啟動rtimer，它可以通過添加2個函數來實現：rtimer_arch_disable_irq()和rtimer_arch_enable_irq()。

關于rtimer更多的原理與應用介紹，請鏈接：

http://blog.csdn.net/jiangjunjie_2005/article/details/44947899

4 怎樣應用Contiki？

Contiki是標準ANSI C語言開發，調用API函數和系統組件和一般的OS無異。在進程函數中開發，以下三點需要注意：

1.       自動變量不能跨越阻塞語句

2.       不能使用switch語句

3.       執行語句位于PROCESS_BEGIN()和PROCESS_END()之間

詳細了解該規則，請參考《Contiki開發要點》：

http://blog.csdn.net/jiangjunjie_2005/article/details/44725997

從一個入門級的Contiki進行代碼，請參考《Contiki開發5：Hello, Contiki》：

http://blog.csdn.net/jiangjunjie_2005/article/details/51921568