常見(jiàn)操作系統(tǒng)

常見(jiàn)操作系統(tǒng)第1頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一嵌入式操作系統(tǒng)分類(lèi)硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)確保系統(tǒng)中的關(guān)鍵任務(wù)在確定的時(shí)間得到響應(yīng)，不能有失敗的情況，否則會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重后果軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候是有響應(yīng)時(shí)間要求的，但是偶爾某些任務(wù)的響應(yīng)時(shí)間超過(guò)這個(gè)限制也不會(huì)有嚴(yán)重的后果非實(shí)時(shí)系統(tǒng)無(wú)響應(yīng)時(shí)間的要求第2頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一嵌入式操作系統(tǒng)一覽第3頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一常見(jiàn)嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTlinux及其他嵌入式實(shí)時(shí)LinuxuC/OSIIwindriversystems公司的VxworksQNXsoftwaresystems公司的QNX。pSOSOS/9VRTXeCOS第4頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一常見(jiàn)嵌入式非實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)Microsoft公司的windowsCE、EmbeddedwindowsxpPalm公司的PalmOSsymbian公司的EPOC一些嵌入式linux系統(tǒng)第5頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一介紹幾款典型的嵌入式操作系統(tǒng)uC/OSIIThreadXWindows系列的嵌入式操作系統(tǒng)VxWorks嵌入式Linux第6頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、uC/OSII免費(fèi)的公開(kāi)源碼實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核提供任務(wù)調(diào)度和管理、時(shí)鐘管理、任務(wù)間同步與通信、內(nèi)存管理和中斷服務(wù)等功能最多支持64個(gè)任務(wù)，分別對(duì)應(yīng)優(yōu)先級(jí)0～63，其中0為最高優(yōu)先級(jí)可剝奪實(shí)時(shí)多任務(wù)內(nèi)核調(diào)度工作的內(nèi)容分為兩部分：最高優(yōu)先級(jí)任務(wù)的尋找和任務(wù)切換第7頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一內(nèi)核是針對(duì)實(shí)時(shí)系統(tǒng)的要求來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的，相對(duì)比較簡(jiǎn)單，可以滿(mǎn)足較高的實(shí)時(shí)性要求

但是沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)功能和文件系統(tǒng)，對(duì)于像媒體播放、需要網(wǎng)絡(luò)和圖形界面支持的應(yīng)用就比較差第8頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2、ThreadX操作系統(tǒng)只需要很小的存儲(chǔ)器容量（最低5k）硬實(shí)時(shí)的處理能力有功能強(qiáng)大的專(zhuān)門(mén)的開(kāi)發(fā)調(diào)試支持工具支持了市場(chǎng)上絕大部分的CPU同樣也是商業(yè)化的操作系統(tǒng)第9頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一更強(qiáng)的功能筆記本PC復(fù)雜的文檔編輯和讀寫(xiě)桌面鍵盤(pán)輸入鍵盤(pán)和鼠標(biāo)輸入法完整的.NETframework支持WindowsXP/XPE平板電腦復(fù)雜的文檔編輯和讀寫(xiě)桌面鍵盤(pán)輸入支持?jǐn)?shù)字墨水可以支持鍵盤(pán)，也可以把鍵盤(pán)拿走鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、數(shù)字墨水和語(yǔ)音輸入完整的.NETframework支持提供筆，數(shù)字墨水，手寫(xiě)和語(yǔ)音識(shí)別APIWindowsCE小型個(gè)人產(chǎn)品單向網(wǎng)絡(luò)信息消費(fèi)WindowsMobileSmartphone信息消費(fèi)基本數(shù)據(jù)瀏覽把PDA融入電話(huà)可以與Exchange交互.NETCompactFrameworkASP.NET移動(dòng)控件PocketPC信息消費(fèi)瀏覽和輸入數(shù)據(jù)把電話(huà)融入PDA可以與Office,Exchange和SQLServer交互.NETCompactFrameworkASP.NET移動(dòng)控件3、微軟的移動(dòng)平臺(tái)

第10頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一WindowsEmbedded家族第11頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一WindowsCE主要用于PDA，smartphone等個(gè)人手持終端上支持多線(xiàn)程支持多種軟硬件最大的特點(diǎn)就是能提供與pc機(jī)類(lèi)似的圖形界面和主要的應(yīng)用程序地道的商業(yè)操作系統(tǒng)第12頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一WindowsCE（2）主要模塊內(nèi)核模塊：支持進(jìn)程和線(xiàn)程處理及內(nèi)存管理等基本服務(wù)內(nèi)核系統(tǒng)調(diào)用接口模塊：運(yùn)行應(yīng)用程序訪(fǎng)問(wèn)操作系統(tǒng)提供的服務(wù)文件系統(tǒng)模塊：支持dos，fat等格式的文件系統(tǒng)圖形窗口和事件子系統(tǒng)模塊：控制圖形顯示，并提供windowsGUI界面通信模塊：運(yùn)行同其他設(shè)備進(jìn)行信息交換第13頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4、VxWorks嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)VxWorks是風(fēng)河（WindRiver）公司開(kāi)發(fā)的一款商用硬實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)支持主流的32位CPU，包括x86、68K、PowerPC、MIPS、ARM等基于微內(nèi)核結(jié)構(gòu)，由400多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的，短小精悍的目標(biāo)模塊組成，可裁剪性和可配置性相當(dāng)出色第14頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一VxWorks主要思想：

在嵌入式系統(tǒng)中最大限度地實(shí)現(xiàn)內(nèi)核的時(shí)間可預(yù)測(cè)性，根據(jù)用戶(hù)定義的任務(wù)優(yōu)先級(jí)對(duì)任務(wù)實(shí)現(xiàn)調(diào)度。給用戶(hù)最大的控制權(quán)第15頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一VxWorksVxworks的基本構(gòu)成模塊包括以下部分：高效實(shí)時(shí)微內(nèi)核wind：

Vxworks實(shí)時(shí)微內(nèi)核wind以靈活性和可配置性為設(shè)計(jì)目標(biāo)，它主要包括基于優(yōu)先級(jí)的任務(wù)調(diào)度任務(wù)同步和通信中斷處理定時(shí)器內(nèi)存管理兼容POSIX實(shí)時(shí)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)第16頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一I/O處理系統(tǒng)：

Vxworks提供與ANSIC兼容的I/O處理系統(tǒng)，主要包括UNIX緩沖I/O處理系統(tǒng)，和面向?qū)崟r(shí)的異步I/O處理系統(tǒng)本機(jī)文件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)處理模塊：

Vxworks網(wǎng)絡(luò)處理模塊能與許多運(yùn)行其他協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，如TCP/IP、NFS、UDP、SNMP、FTP等第17頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

虛擬內(nèi)存模塊VxVMI：

VxVMI主要用于對(duì)指定內(nèi)存區(qū)的保護(hù)，如內(nèi)存塊只讀等共享內(nèi)存模塊VxMP：

主要用于多處理器行運(yùn)行任務(wù)之間的共享信號(hào)量、消息隊(duì)列、內(nèi)存塊管理板級(jí)支持包BSP：

提供各種硬件的初始化、中斷的建立、定時(shí)器、內(nèi)存映象第18頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一VxWorks的評(píng)價(jià)Vxworks是一款非常出色的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，但是它是不公開(kāi)源碼的商業(yè)化操作系統(tǒng)，價(jià)格比較高為追求系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性而設(shè)計(jì)的，并不是以通用OS為設(shè)計(jì)目標(biāo)。去掉了一些OS模塊，因?yàn)檫@些模塊在某種程度上會(huì)影響系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性（如在內(nèi)存管理中沒(méi)有采用頁(yè)面管理模式，采用的是平板式內(nèi)存）。第19頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一任務(wù)調(diào)度采用的是基于優(yōu)先級(jí)的搶占式任務(wù)調(diào)度模式，優(yōu)先級(jí)分256級(jí)(0-255)用戶(hù)可以動(dòng)態(tài)的改變優(yōu)先級(jí)，但是這種做法不提倡用戶(hù)可以鎖定一個(gè)任務(wù)使它不被更高的任務(wù)或中斷搶占允許使用固定優(yōu)先級(jí)響應(yīng)時(shí)間來(lái)檢查任務(wù)調(diào)度的性能第20頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一資源共享和優(yōu)先級(jí)繼承機(jī)制采用最優(yōu)化的上下文切換和中斷返回機(jī)制.內(nèi)核從不禁止非屏蔽中斷NMI(non-maskableinterrupts)第21頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一VxWorks缺點(diǎn)缺少某些OS特性保證時(shí)限要求是設(shè)計(jì)者自己的任務(wù)(系統(tǒng)的靈活性帶來(lái)的弊端)不支持很多應(yīng)用和APIs(只支持部分POSIX標(biāo)準(zhǔn)的函數(shù)集)盡管采用了平板式內(nèi)存管理，但是由于內(nèi)存的動(dòng)態(tài)分配，仍然存在內(nèi)存段，這樣仍然存在時(shí)間上的不可預(yù)測(cè)性第22頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1）μClinuxμClinux是應(yīng)用于嵌入式設(shè)備的最著名、應(yīng)用最廣泛一個(gè)Linux發(fā)行版本，它也是一個(gè)開(kāi)放源碼的項(xiàng)目，μClinux的源代碼和開(kāi)發(fā)工具可以免費(fèi)從

上下載得到。μClinux的含義：

Micro-Control-Linux：專(zhuān)門(mén)針對(duì)微控制器領(lǐng)域而設(shè)計(jì)的嵌入式Linux系統(tǒng)μClinux同標(biāo)準(zhǔn)Linux的最大區(qū)別就在于內(nèi)存管理1、標(biāo)準(zhǔn)Linux使用的虛擬存儲(chǔ)器技術(shù)2、μClinux針對(duì)NOMMU第23頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一μC/OS-IIμC/OS-II是一個(gè)可裁剪、源碼開(kāi)放、結(jié)構(gòu)小巧、搶占式的實(shí)時(shí)多任務(wù)內(nèi)核，主要面向中小型嵌入式系統(tǒng)，具有執(zhí)行效率高、占用空間小、可移植性強(qiáng)、實(shí)時(shí)性能優(yōu)良和可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)。內(nèi)核在任何時(shí)候都是運(yùn)行就緒狀態(tài)下最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)。μC/OS-II結(jié)構(gòu)小巧，最小內(nèi)核可編譯至2K，即使包含全部功能如信號(hào)量、消息郵箱、消息隊(duì)列及相關(guān)函數(shù)等，編譯后的內(nèi)核也僅有6～10KB。擴(kuò)展性能良好，如果需要，可自行加入文件系統(tǒng)等。第24頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一PalmOSPalmOS是著名的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商3COM旗下PalmComputing掌上電腦公司的產(chǎn)品，在PDA市場(chǎng)上占有很大的市場(chǎng)份額。它具有開(kāi)放的操作系統(tǒng)應(yīng)用程序接口（API），開(kāi)發(fā)商可以根據(jù)需要自行開(kāi)發(fā)所需要的應(yīng)用程序。PalmOS的優(yōu)勢(shì)在于可以讓用戶(hù)靈活方便地定制操作系統(tǒng)以適合自己的習(xí)慣，而且其市場(chǎng)運(yùn)作經(jīng)驗(yàn)豐富，資本雄厚。第25頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期一OS-9，QNX，LynxOSMicroware的OS-9是為微處理器的關(guān)鍵實(shí)時(shí)任務(wù)而設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)，它提供了很好的安全性和可靠性，靈活性和可升級(jí)非常突出。QNX是加拿大QNX公司的產(chǎn)品，在X86體系上開(kāi)發(fā)出來(lái)，是一個(gè)實(shí)時(shí)的、可擴(kuò)充的操作系統(tǒng)，部分遵循PosIX相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。提供了一個(gè)很小的微內(nèi)核以及一些可選的配合進(jìn)程，微內(nèi)核非常小巧運(yùn)行極快?？墒褂脩?hù)將系統(tǒng)配置成微小的嵌入式系統(tǒng)或是包含幾百個(gè)處理器的超級(jí)虛擬機(jī)操作系統(tǒng)。QNX具有強(qiáng)大的圖形用戶(hù)界面功能，適合機(jī)頂盒、手持設(shè)備、GPS設(shè)備應(yīng)用。LynxOS是LynxRea