计算机嵌入式操作系统研究

郭峰

摘要：随着嵌入式系统越来越复杂，操作系统也显得越来越重要，于是就出了嵌入式操作系统。嵌入式操作系统是嵌入式系统的灵魂，它减少了嵌入式系统开发的工作量，很大程上提升了嵌入式系统的开发效率，并使系统开发更具科学性，为嵌入式系统的发展奠定了良好基础。本文简单的介绍嵌入式操作系统的概念、主要特点、分类、常见系统，最后探索了嵌入式操作系统的实现。

关键词：嵌入式系统；嵌入式操作系统；分类；特点；发展；实现

嵌入式操作系统EOS（Embedded Operating System）是一种用途广泛的系统软件，过去它主要应用于工业控制和国防系统领域。EOS负责嵌人系统的全部软、硬件资源的分配、调度工作，控制协调并发活动；它必须体现其所在系统的特征，能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。目前，已推出一些应用比较成功的EOS产品系列。随着Internet技术的发展、信息家电的普及应用及EOS的微型化和专业化，EOS开始从单一的弱功能向高专业化的强功能方向发展。一、嵌入式操作系统特点：

嵌人式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固态化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。EOS是相对于一般操作系统而言的，它除具备了一般操作系统最基本的功能，如任务调度、同步机制、中断处理、文件功能等外，还有以下特点：

1、可装卸性。开放性、可伸缩性的体系结构。

2、强实时性。EOS实时性一般较强，可用于各种设备控制当中。

3、统一的接口。提供各种设备驱动接日。

4、操作方便、简单、提供友好的图形GUI，图形界面，追求易学易用。

5、提供强大的网络功能，支持TCP门P协议及其它协议，提供TCP／UDP／IP／PPP协议支持及统一的MAC访问层接口，为各种移动计算设备预留接口。

6、强稳定性，弱交互性。嵌入式系统一旦开始运行就不需要用户过多的干预，这就要负责系统管理的EOS臭有较强的稳定性。嵌入式操作系统的用户接日一般不提供操作命令，它通过系统调用命令向用户程序提供服务。

7、固化代码。在嵌入系统中，嵌入式操作系统和应用软件被固化在嵌入式系统计算机的ROM中。辅助存储器在嵌入式系统中很少使用，因此，嵌入式操作系统的文件管理功能应该能够很容易地拆卸，而用各种内存文件系统。

8、更好的硬件适应性，也就是良好的移植性。

二、嵌入式操作系统特点及常见嵌入式系统：

从应用角度可分为通用型嵌入式操作系统和专用型嵌入式操作系统。常见的通用型嵌入式操作系统有Linux、VxWorks、Windows CE.net等。常用的专用型嵌入式操作系统有Smart Phone、Pocket PC、Symbian等。

按实时性可分为两类：实时嵌入式操作系统和非实时嵌入式操作系统。实时嵌入式操作系统主要面向控制、通信等领域。如Wind River公司的VxWorks、ISI的pSOS、QNX系统软件公司的QNX、ATI的Nucleus等。非实时嵌入式操作系统主要面向消费类电子产品。这类产品包括PDA、移动电话、机顶盒、电子书、WebPhone等。如微软面向手机应用的Smart Phone操作系统。

国际上用于信息电器的嵌入式操作系统有40种左右。现在，市场上非常流行的EOS产品，包括3Corn公司下属子公司的Palm OS，全球占有份额达50％，MicroS。fi公司的Wind。ws CE不过29％。在美国市场，Palm OS更以80％的占有率远超Windows CE。开放源代码的Linux很适于做信息家电的开发.

比如：中科红旗软件技术有限公司开发的红旗嵌入式Linux和美商网虎公司开发的基于Xlinux的嵌人式操作系统“夸克”。“夸克”是目前全世界最小的Linux，它有两个很突出的特点，就是体积小和使用GCS编码。

常见的嵌入式系统有:Linux、uClinux、WinCE、PalmOS、Symbian、eCos、uCOS-II、VxWorks、pSOS、Nucleus、ThreadX、Rtems、QNX、INTEGRITY、OSE、C Executive。

三、嵌入式操作系统的实现：

众所周知，凹凸于嵌入式开发的工具的欠缺并且难以掌控，从而增加了嵌入式系统开发的难度。而主机、目标机关体系结构是将开发工具放在主机上，目标机上则放操作系统的核心模块，操作系统则支持跟踪调式。如此，设计者便可在目标机上对操作系统及应用软件进行运行，而开发、调试就通过主机，使开发的过程变得相对简单。

嵌入式系统在许多领域都有应用，就不同的应用目的拥有不同的功能、结构，从而导致了用于不同的嵌入式系统的嵌入式操作系统的不同。因此，在设计嵌入式操作系统时应充分的考虑到系统的功能与结构的划分，从而增加嵌入式系统操作的适用性及灵活性。当前，增强操作系统的模块性是嵌入式操作系统发展的一个总趋势。其具体的实现方法就是将操作系统一些核心的功能独立出来，做单独立的方便拆卸的模块。

虽然当今软件技术已高度发达，但从头设计一个操作系统也需要较长的时间，因此为减少操作系统开发的工作量可充分利用现有的资源进行设计。

为实现嵌入式操作系统的透明性以及无关性，方便用户的使用，就需要给用户提供标准以及实用的应用程序接口(API)。通过以上方式便可实现嵌入式操作系统，另在设计嵌入式操作系统时还需遵循以下原则：充分利用相关的计算机技术使得所设计的操作系统具有较高的性价比；要考虑到操作系统与嵌入式系统的匹配性；在满足嵌入系统功能的同时要尽可能简单，从而节约系统开销费用。

四、结束语

嵌入式操作系统虽然发展较迅速，有其独特的优点，但发展尚未成熟，因此在设计的过程中，还需对设计思路进行总结创新，对实现方法进行完善。

参考文献

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