嵌入式操作係統有哪些?嵌入式操作係統概述

時間:2017-11-19 08:26 來源:ob体育竞彩

嵌入式操作係統有哪些?嵌入式操作係統概述
實時嵌入式係統
實時操作係統（RTOS）設計成提供一個對真實世界的事件的及時響應(timely response)。出現在真實世界中的事件可能有一個時間限製(deadline)，在此期限之前，實時/嵌入式係統必須確保在有限時間內對此事件做出相應的響應。根據相應事件的時間限製，嵌入式實時操作係統可以分為兩類：

1、硬實時嵌入式係統

此類實時係統必須保證在一定的時間裏，對一定的外部事件做出相應的響應，如果在一定時間裏沒有能夠做出相應的響應，就會帶來災難性的後果，也即是說，此類係統對於時間的相應快慢有非常嚴格的要求，比如：電力監控係統等。

2、軟實時嵌入式係統

此類實時係統保證在一定的時間裏，對一定的外部事件做出相應的響應，但是如果在一定時間裏沒有能夠做出相應的響應，不會帶來災難性的後果，隻是給用戶帶來一些不快樂的體驗，比如：用戶界麵的顯示。

不同的係統，有不同實現方式，對於硬實時嵌入式係統，主要注重與實時性和可靠性，一般沒有文件係統，虛擬內存管理等，主要用於實時監控等，典型的有：VxWorks，pSOS,uCOS-II等。軟實時嵌入式係統注重實時性，也注重實用性，主要用於消費電子等，典型的有：嵌入式Linux。

開源實時嵌入式係統：
實時嵌入式操作係統在現在應用越來越多，其中大部分是商業的嵌入式操作係統，這些係統提高了豐富的開發工具和穩定的係統，很大的推動了嵌入式係統地發展，但是由於商業性，使我們很少有機會了解嵌入式操作係統的實現內幕。隨著開源軟件的興起，使得我們有機會了解嵌入式操作係統的內部實現成為可能。

由於多年的嵌入式開發，對於嵌入式操作係統特別的感興趣，趁春節的時間，想讀讀開源的嵌入式操作係統源碼，大體比較一下嵌入式操作係統的具體實現。

對於開源的嵌入式操作係統，現在比較流行的主要有：嵌入式Linux，uCOS-II， eCOS，FreeRTOS等，這裏主要想以嵌入式Linux，uCOS-II為例，對嵌入式操作係統的一些基本概念及其實現方式進行一些比較。之所以選擇這兩操作係統，因為：

1、嵌入式Linux是現在用得最多的軟實時嵌入式操作係統，而且也是最著名的開源軟件之一

2、uCOS-II是一用得較多的硬實時嵌入式操作係統，盡管商業應用需要Licence，對於科研等可以免費使用，而且許多愛好者已經把它移植到了各種硬件平台。

3、盡管硬實時嵌入式操作係統和軟實時嵌入式操作係統有很大的區別，但是可以通過對他們的比較，使我們更容易了解實時嵌入式操作係統的基本概念和組成要素。

實時多任務嵌入式係統基本概念：

對於嵌入式係統，不像通用的計算機，提供通用的軟硬件平台，而是對於特定的需求定製的係統，一般要求便攜化，資源少，利用比較少的資源配置來實現特定的功能。如何在較小尺寸，較少的資源情況下，快速響應外部多種特定的事件，成為嵌入式係統的主要需求。這就要求嵌入式係統要有以下的模塊：

1、中斷處理

在沒有嵌入式係統之前，對於一般的工控，都是用前後台機製實現的，中斷是整個係統的推動力。在嵌入式係統相中，中斷處理也是響應外部事件的主要途徑。

2、時間管理

對於實時操作係統來說，時間管理是係統的核心，整個係統就是由一定間隔的時鍾中斷驅動的。在一般的實時操作係統中，主要有兩種時間管理：OS定時器和RTC定時器。

3、資源管理與資源共享

由於有限的資源，在嵌入式係統中，資源的管理也非常的重要，CPU，IO，內存等是係統基本的資源，如何有效的應用和管理是一個很大的話題。同時如何共享，如何提供任務間資源的互斥，也是一穩定係統必不可缺的條件。

4、多任務

在嵌入式係統中，任務也可以叫進程，對於多任務係統，一般有多個任務同時存在於係統中，任務在嵌入式係統中有各種各樣的狀態，比如：運行態，IDLE態等。

5、任務的實時調度與切換

對於多任務的管理及其實時調度，決定了此係統的主要特征。任務的調度與如何切換，也是嵌入式多任務係統的一個基本問題。

6、進程間（任務間）通訊

對於不同任務間的通訊，在不同的係統中有不同的實現，大體與POSIX的IPC 相似。但在硬實時嵌入式係統中，事件和消息用得較多。對於LINUX係統，還有虛擬內存管理和文件係統管理，在硬實時嵌入式係統中，由於關注點不同，這方麵的應用不多。

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