嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

1、嵌入式操作系統(tǒng)的開展現(xiàn)狀嵌入式操作系統(tǒng)的開展現(xiàn)狀1.引言嵌論文聯(lián)盟.Ll.入式操作系統(tǒng)ES(Ebeddedper-atingSyste)是一種用處廣泛的系統(tǒng)軟件，它與嵌入式系統(tǒng)密不可分。嵌入式系統(tǒng)主要由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應(yīng)用程序等四個(gè)局部組成，它是集軟硬件于一體的可獨(dú)立工作的器件。嵌入式技術(shù)的開展，大致經(jīng)歷了四個(gè)階段：第一階段是以單芯片為核心的可編程控制器形式的系統(tǒng)，同時(shí)具有與監(jiān)測(cè)、伺服、指示設(shè)備相配合的功能。第二階段是以嵌入式PU為基儲(chǔ)以簡(jiǎn)單操作系統(tǒng)為核心的嵌入式系統(tǒng)。第三階段是以嵌入式操作系統(tǒng)為標(biāo)志的嵌入式系統(tǒng)。第四階段是以基于Internet為標(biāo)志的嵌

2、入式系統(tǒng)，這是一個(gè)正在迅速開展的階段。嵌入式系統(tǒng)的開展對(duì)嵌入式操作系統(tǒng)提出了更高的要求。因此，對(duì)嵌入式操作系統(tǒng)的構(gòu)造、設(shè)計(jì)、用戶界面等諸多方面進(jìn)展深化研究，將有助于嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用和開展。2.嵌入式操作系統(tǒng)的開展?fàn)顩r國(guó)外嵌入式操作系統(tǒng)已經(jīng)從簡(jiǎn)單走向成熟，主要有Vxrk、QNX、PalS、indsE等。國(guó)內(nèi)的嵌入式操作系統(tǒng)研究開發(fā)有2種類型，一類是基于國(guó)外操作系統(tǒng)二次開發(fā)完成的，如海信的基于indsE的機(jī)頂盒系統(tǒng)；另一類是中國(guó)自主開發(fā)的嵌入式操作系統(tǒng)，如凱思集團(tuán)公司自主研制開發(fā)的嵌入式操作系統(tǒng)HpenS女媧方案等。indsE內(nèi)核較小，能作為一種嵌入式操作系統(tǒng)應(yīng)用到工業(yè)控制等領(lǐng)域。其優(yōu)點(diǎn)在于便攜性

3、、提供對(duì)微處理器的選擇以及非強(qiáng)行的電源管理功能。內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)通信才能使indsE可以訪問(wèn)Internet并收發(fā)E-ail或閱讀eb。除此之外，indsE特有的與inds類似的用戶界面使最終用戶易于使用。indsE的缺點(diǎn)是速度慢、效率低、價(jià)格偏高、開發(fā)應(yīng)用程序相對(duì)較難。3公司的PalS在掌上電腦和PDA市場(chǎng)上獨(dú)占其霸主地位，它有開放的操作系統(tǒng)應(yīng)用程序接口(API)，開發(fā)商可根據(jù)需要自行開發(fā)所需的應(yīng)用程序。QNX是由加拿大QSSL公司開發(fā)的分布式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，它由微內(nèi)核和一組共操作的進(jìn)程組成，具有高度的伸縮性，可靈敏地剪裁，最小配置只占用幾十KB內(nèi)存。因此，可以廣泛地嵌入到智能機(jī)器、智能儀器儀表、機(jī)

4、頂盒、通訊設(shè)備、PDA等應(yīng)用中去。HpenS是凱思集團(tuán)自主研制開發(fā)的嵌入式操作系統(tǒng)，由一個(gè)體積很小的內(nèi)核及一些可以根據(jù)需要進(jìn)展定制的系統(tǒng)模塊組成。其核心HpenKernel一般為10KB左右大小，占用空間小，并具有實(shí)時(shí)、多任務(wù)、多線程的系統(tǒng)特征。在眾多的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和嵌入式操作系統(tǒng)產(chǎn)品中，indRiver公司的Vxrks是較為有特色的一種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。Vxrks支持各種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，包括PSIX、ANSI和TP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。Vxrks運(yùn)行系統(tǒng)的核心是一個(gè)高效率的微內(nèi)核，該微內(nèi)核支持各種實(shí)時(shí)功能，包括快速多任務(wù)處理、中斷支持、搶占式和輪轉(zhuǎn)式調(diào)度。微內(nèi)核設(shè)計(jì)減輕了系統(tǒng)負(fù)載并可快速響應(yīng)外部事件。在美國(guó)

5、宇航局的極地登陸者號(hào)、深空二號(hào)和火星氣候軌道器等登陸火星探測(cè)器上，就采用了Vxrks，負(fù)責(zé)火星探測(cè)器全部飛行控制，包括飛行糾正、載體自旋和降落時(shí)的高度控制等，而且還負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)搜集和與地球的通信工作。目前在全世界裝有Vxrks系統(tǒng)的智能設(shè)備數(shù)以百萬(wàn)計(jì)，其應(yīng)用范圍普及互聯(lián)網(wǎng)、電信和數(shù)據(jù)通信、數(shù)字影像、網(wǎng)絡(luò)、醫(yī)學(xué)、計(jì)算機(jī)外設(shè)、汽車、火控、導(dǎo)航與制導(dǎo)、航空、指揮、控制、通信和情報(bào)、聲納與雷達(dá)、空間與導(dǎo)彈系統(tǒng)、模擬和測(cè)試等眾多領(lǐng)域。3.嵌入式Linux的應(yīng)用開發(fā)前景Linux是個(gè)與生俱來(lái)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，成熟而且穩(wěn)定。Linux是源代碼開放軟件，不存在黑箱技術(shù)，任何人都可以修改它，或者用它開發(fā)自己的產(chǎn)品。L

6、inux系統(tǒng)是可以定制的，系統(tǒng)內(nèi)核目前已經(jīng)可以做得很校一個(gè)帶有中文系統(tǒng)及圖形化界面的核心程序也可以做到缺乏1B，而且同樣穩(wěn)定。Linux作為一種可裁減的軟件平臺(tái)系統(tǒng)，是開展將來(lái)嵌入設(shè)備產(chǎn)品的絕佳資源，遍布全球的眾多Linux愛好者又能給予Linux開發(fā)者強(qiáng)大的技術(shù)支持。因此，Linux作為嵌入式系統(tǒng)新的選擇，是非常有開展前途的。1與硬件芯片的嚴(yán)密結(jié)合后P時(shí)代的智能設(shè)備已經(jīng)逐漸地模糊了硬件與軟件的界限，S系統(tǒng)Systenhip的開展就是這種軟硬件無(wú)縫結(jié)合趨勢(shì)的證明。隨著處理器片內(nèi)微碼的開展，在將來(lái)可能出如今處理器片內(nèi)嵌進(jìn)操作系統(tǒng)的代碼模塊。嵌入式Linux的一大特點(diǎn)是：與硬件芯片(如S等)的嚴(yán)密

7、結(jié)合。它不是一個(gè)純軟件的Linux系統(tǒng)，而比一般操作系統(tǒng)更加接近于硬件。嵌入式Linux的進(jìn)一步開展，逐步地具備了嵌入式RTS的一切特征：實(shí)時(shí)性及與嵌入式處理器的嚴(yán)密結(jié)合。2開放的源代碼嵌入式Linux的另一大特點(diǎn)是：代碼的開放性。代碼的開放性是與后P時(shí)代的智能設(shè)備的多樣性相適應(yīng)的。代碼的開放性主要表達(dá)在源代碼可獲得上，Linux代碼開發(fā)就像是集市式開發(fā)，任意選擇并按自己的意愿整合出新的產(chǎn)品。對(duì)于嵌入式Linux，事實(shí)上是把BIS層的功能實(shí)如今Linux的driver層。目前，在Linux領(lǐng)域，已經(jīng)出現(xiàn)了專門為L(zhǎng)inux操作系統(tǒng)定制的自由軟件的BIS代碼，并在多款主板上實(shí)現(xiàn)此類的BIS層功能。

8、3嵌入式Linux與硬件芯片的嚴(yán)密結(jié)合對(duì)于許多信息家電的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，嵌入的性能指標(biāo)是最難滿足的，只有靠進(jìn)步芯片的集成度與裝配密度來(lái)解決。嵌入式Linux與標(biāo)準(zhǔn)Linux的一個(gè)重要區(qū)別是嵌入式Linux與硬件芯片的嚴(yán)密結(jié)合。這是一個(gè)不可逾越的難點(diǎn)，也是嵌入式Linux技術(shù)的關(guān)鍵之處。嵌入式Linux和商用專用RTS一樣，需要編寫B(tài)SP(BardSupprtPakage)，這相當(dāng)于編寫P的BIS。這不僅僅是嵌入式Linux的難點(diǎn)，也是使用商用專用RTS開發(fā)的難點(diǎn)。硬件芯片S芯片或者是嵌入式處理器的多樣性也決定了代碼開放的嵌入式Linux的成功。嵌入式系統(tǒng)的開展，必然導(dǎo)致軟硬件無(wú)縫結(jié)合的趨勢(shì)，逐漸地模

9、糊了硬件與軟件的界限，在將來(lái)可能出現(xiàn)S片內(nèi)的操作系統(tǒng)代碼模塊。隨著處理器片內(nèi)微碼的開展，在將來(lái)應(yīng)出如今處理器片內(nèi)嵌進(jìn)操作系統(tǒng)的代碼模塊，很顯然模塊將具有平安性好、強(qiáng)健性強(qiáng)、代碼執(zhí)行效率高等特點(diǎn)。著眼于將來(lái)的嵌入式系統(tǒng)的開展，我們基于對(duì)嵌入式Linux技術(shù)的深化研究，對(duì)嵌入式處理器及S系統(tǒng)的深化理解和研究；對(duì)EDA技術(shù)的深化研究；對(duì)模擬數(shù)字混合集成電路芯片的深化研究；對(duì)S片內(nèi)進(jìn)展嵌入式Linux操作系統(tǒng)代碼的植入研究。此類的研究有可能減輕系統(tǒng)開發(fā)者對(duì)BSP開發(fā)的難度要求，并使得嵌入式Linux可以成為普及的嵌入式操作系統(tǒng)，而大大進(jìn)步嵌入式Linux的易用性，進(jìn)步其開發(fā)出的高智能設(shè)備的平安性、穩(wěn)定

10、性，同時(shí)也大大進(jìn)步智能設(shè)備的計(jì)算才能、處理才能。4.開發(fā)嵌入式Linux的幾個(gè)問(wèn)題1Linux的移植。假如Linux不支持選用的平臺(tái)，就需要把Linux內(nèi)核中與硬件平臺(tái)相關(guān)的局部改寫，使之支持所選用的平臺(tái)。2內(nèi)核的裁剪。嵌入式產(chǎn)品的可用資源比擬少，所以它的內(nèi)核相對(duì)嵌入式系統(tǒng)來(lái)說(shuō)就顯得有點(diǎn)大，需要進(jìn)展剪裁到可利用的大校3桌面系統(tǒng)。現(xiàn)代的操作系統(tǒng)假如沒(méi)有一個(gè)友好的界面是沒(méi)有說(shuō)服力的。如今的臺(tái)式機(jī)Linux系統(tǒng)使用了傳統(tǒng)的Xind系統(tǒng)的形式lient/Server構(gòu)造。適用于嵌入式Linux上的Xind的工作也在進(jìn)展。4驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)。Linux內(nèi)核更新的很快，許多最新的硬件驅(qū)動(dòng)很快就被支持。但嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域是多種多樣的，所選用的硬論文聯(lián)盟.Ll.件設(shè)備也不同，并且不可能都有Linux的驅(qū)動(dòng)程序，因此，設(shè)備