嵌入式操作系统

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嵌入式操作系统(Embedded Operating System, EOS)是一种用途广泛的系统软件,它负责嵌入式系统的全部软硬件资源的分配、调度、控制和协调。嵌入式操作系统具有通用操作系统的基本特征,如能够有效管理越来越复杂的系统资源,能够把硬件虚拟化,使开发人员从繁忙的驱动程序移植和维护中解脱出来,能够提供库函数、驱动程序、工具集以及应用程序。

基本概念

嵌入式操作系统(Embedded Operating System, EOS)是一种用途广泛的系统软件,它负责嵌入式系统的全部软硬件资源的分配、调度、控制和协调。嵌入式操作系统具有通用操作系统的基本特征,如能够有效管理越来越复杂的系统资源,能够把硬件虚拟化,使开发人员从繁忙的驱动程序移植和维护中解脱出来,能够提供库函数、驱动程序、工具集以及应用程序。

由于嵌入式系统中的存储器容量有限,嵌入式操作系统核心通常较小。不同的应用场合,用户会选用不同特征的嵌入式操作系统,但无论采用哪一种嵌入式操作系统,它都有一个核心和一些系统服务。嵌入式操作系统必须提供一些系统服务供应用程序调用,包括文件系统、内存分配、I/O存取服务、中断服务、任务服务和定时服务等,设备驱动程序则是建立在I/O存取和中断服务基础上的。有些嵌入式操作系统也会提供多种通信协议以及用户接口函数库等。

嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件相关依赖性、软件固态化以及应用专用性等方面具有较为突出的特点。国际上常用的嵌入式操作系统有几十种。目前,使用最多的嵌入式操作系统有Linux、Windows CE、μC/OS-Ⅱ、Palm OS和VxWorks等。开源的Linux操作系统非常适用于信息家电产品中的嵌入式开发。

嵌入式Linux

基本概念

Linux是类似于Unix的操作系统,Linux系统不仅能够运行于PC平台,而且在嵌人式系统方面也大放光彩,嵌入式Linux逐渐形成可与Windows CE等嵌入式操作系统相抗衡的局面。目前,我国在开发嵌入式系统产品方面,近一半的项目选择嵌入式Linux操作系统。

特点

①精简内核,性能高,多任务。

②适用于不同的嵌入式微处理器,支持多种结构,如x86、ARM、MIPS等。

③提供嵌入式浏览器、电子邮件、MP3播放器、MPEG播放器和记事本等应用程序。

④提供完整的开发工具和SDK,同时提供PC上的开发版本。

⑤提供图形化的用户定制和配置工具。

⑥完善的中文支持,强大的技术支持,完整的文档。

⑦开放源码,丰富的软件资源,广泛的软件开发者支持,价格低廉,适用面广。

Windows CE

Windows CE是微软公司开发的一款可开放、可升级的32位嵌入式操作系统,它是基于掌上型计算机类的电子设备操作系统。其中,CE中的C代表袖珍(compact)、消费(consumer)、通信能力(connectivity)和伴侣(companion),E代表电子产品(electronics)。

Windows CE是源代码全部由微软自行开发的嵌入式操作系统,其操作界面来源于Windows 98,具有模块化、结构化和基于Win32应用程序接口以及与处理器无关等特点。Windows CE不仅继承了传统的Windows图形界面,在其平台上还可以使用Windows 98的软件编程工具,在PC的Microsoft Visual Studio软件编程环境下开发的大多数应用软件只需简单地修改和移植就可以在Windows CE平台上继续使用。

Windows CE设计目标是模块化及可伸缩性、实时性能好,通信能力强大,支持多种CPU。它的设计可以满足多种设备的需要,这些设备包括工业控制器、通信集线器以及销售终端类的企业设备,还有像照相机、电话和家用娱乐类消费产品。

μC/OS-Ⅱ

μC/OS-Ⅱ是在μC-OS的基础上发展起来的,它是美国嵌入式系统专家Jean J.Labrosse用C语言编写的一个结构小巧、抢占式的多任务实时内核。μC/OS-Ⅱ能管理64个任务,并提供任务调度与管理、内存管理、任务间同步与通信、时间管理和中断服务等功能,具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点。