DOC《第一章 引言》

kernel小、效率高,具有高度的模组化和扩展性;

可以提供多工、多程序、多线处理,有各种设备支援、网路支援、图形视窗以及使用者介面等功能;

向程式开发者提供大量的应用程式介面,开发应用程式相对简单. 第三阶段是以基於Internet为目标的嵌入式系统,目前正在迅速发展.进入90年代后,Internet的应用迅速普及,广泛深入到社会、经济、军事、交通、通信等相关行业,消费电子、电脑与通信一体化的趋势日趋明显.嵌入式技术再度成为一个研究的热门主题. 1.3 嵌入式作业系统基本概念 显然,嵌入式系统的应用环境与其他类型的电脑系统有著明显的不同,随之也带来了对相应作业系统的不同要求,从而构成了现代作业系统的一个新的类别:嵌入式作业系统.嵌入式作业系统是与应用环境密切相关的.从应用围划分,嵌入式作业系统大致可以分为通用型的嵌入式作业系统和专用型的嵌入式作业系统.比较典型的通用型商业嵌入式作业系统有Windows CE、VxWorks和从Linux发展出来的嵌入式Linux;

专用型嵌入式作业系统有专门用於掌上电脑的Palm OS、主要用於行动电话的Symbian等等. 根饕迪低车募词毙阅芴匦曰,嵌入式作业系统还可以分为即时嵌入式作业系统和一般嵌入式作业系统.实际上,由於嵌入式环境的需要,即使一般的嵌入式作业系统,也具有一定的即时功能.对於应用在军事武器、航空航太、交通运输以及工业控制等等特殊领域的嵌入式作业系统,要求其具有硬即时(Hard Real Time)功能.而一般应用在移动电话、掌上电脑和日常娱乐的嵌入式作业系统,至少也应具有处理语音、视讯影像等流媒体的软即时(Soft Real Time)功能. 从原理上看,嵌入式作业系统仍旧是一种作业系统,因此,它具有作业系统的基本功能,包括程序管理与处理器排程、储存管理、设备管理和中断处理等等.但是,由於嵌入式作业系统的硬体平台和应用环境与一般作业系统有很大的不同,所以嵌入式作业系统又有不同於一般作业系统的特点.一般而言,嵌入式系统的硬体平台有如下特点: 系统资源有限:微处理器(微控制器)指令较短,多数微处理器(微控制器)为8位元、16位元指令,目前在向32位发展;

嵌入式系统储存空间有限,很多系统的储存空间在1兆位元之内,有的没有外部记忆体;

电能供应有限,一些嵌入式系统由於环境的原因只能采用电池供电. 外接设备多变:系统的输入输出设备以及被控设备千变万化,其种类和复杂性超过一般作业系统的外接设备;

比如输入设备可能是键盘滑鼠、触控板、笔式设备,也可能是速度检测信号或雷达信号等等. 从应用面看,嵌入式作业系统有如下特点: 占用系统资源要少:不少嵌入式系统本身资源有限.CPU运算速度不快、储存空间不大,不可能允许作业系统占淮蟛糠值淖试. 即时回应要求严格:特别是在关键领域应用的嵌入式作业系统,比如从事飞机碰撞检测处理的系统,起著避免机毁人亡的关键作用,必须达到系统规定的硬即时规格. 对作业系统可靠性要求高:在关键领域应用的嵌入式作业系统不允许发生任何影响系统可靠性的故障,重新启动系统就可能意味著重大事故. 具有可配置性:由於嵌入式作业系统必须能够应用在多种多样的硬体环境,因此嵌入式作业系统要能够针对硬体系统的变化进行配置,从而满足不同应用的要求. 从原理上看,嵌入式作业系统的内部结构与其他作业系统的差别不大,但是实际结构和功能与其他作业系统有著较大的不同.以下列出几项嵌入式作业系统的特色: 小型化:在保证其应用功能的前提下,尽可能减小系统对资源的占用,由此作为出发点设计嵌入式作业系统的kernel结构和kernel的基本功能,如QNX的kernel仅提供程序排程、程序间通信、底层网路通信和中断处理等最基本的功能. 可定制性:嵌入式作业系统必须在能够提供可配置或可自订的kernel功能和其他功能.比如,在处理器排程或者任务排程方面,能够提供除round-robin (RR)排程之外的first-come-first-served (FCFS)排程等多种排程策略的选择.在储存管理方面,有的嵌入式作业系统不仅提供对ROM的管理,还提供对RAM记忆体和快闪记忆体的管理.在嵌入式作业系统中,根τ眯枨蟮牟煌,有的系统提供各种档案系统供使用者选择,有的系统不提供档案系统,以减少系统的负荷. 即时性:即时的含义,不仅表现在系统完成了正确的任务,而且必须在既定的时间区间内完成该任务.针对不同应用的要求,嵌入式作业系统应有硬即时、软即时、非即时等不同即时级别的功能.对於有硬即时要求的嵌入式作业系统,其处理器排程、中断回应等等有关机制必须符合严格的时间要求,保证在规定时限之内完成对关键任务的处理. 高可靠性:嵌入式作业系统的结构,内部的系统元件或模组必须达到应用程式所必须的可靠性.对於关键应用程式,嵌入式作业系统还应提供容错和防故障等提高系统可靠性的功能措施. 可携性:考虑到嵌入式应用产品具有产品更新快的特点,嵌入式作业系统必须能够支援多种国际主流微处理器等硬体平台. 为了提高系统的可携性,嵌入式作业系统通常采用HAL (Hardware abstraction layer)和BSP(Board Support Package)的底层结构设计.HAL提供了与设备无关的特性,它遮盖了不同平台硬体的差异,向作业系统的上层提供了一套统一的介面.HAL隐藏各种与硬体有关的细节,保证了整个系统的可携性.而一般由硬体厂家提供的,按照既定的程式规完成BSP,保证了嵌入式作业系统可以在新推出的微处理器硬体平台上运行.微软的Windows CE系列嵌入式作业系统,WindRiver的VxWorks系列嵌入式作业系统,都是采用HAL和BSP底层结构设计的例子.目前国际主要的嵌入式作业系统可以支援的微处理器已经超过数十种,如VxWorks至少支持x86,68xxx,68HCxx,ColdFire,DragenBall,MIPS,SPARClite,ARM,StrongARM,PowerPC,NEC V25, i960, TI DSP等微处理器. 为了适合各种应用的需要,嵌入式作业系统在kernel之上提供了多种应用功能,如图形介面,网路通信与TCP/IP协定功能,多媒体处理功能以及其他各种功能.这些功能一般也采用可配置模组的形式,由系统开发者根枰谙低成山锥窝《. 现代嵌入式作业系统与嵌入式作业系统的定制或配置工具联系密切,构成了嵌入式作业系统整合开发环境.在整合开发环境通常提供有程式码编辑器、编译器和连结器、kernel功能配置与系统侦错器以及系统模拟器等等.程式码编辑器提供在主机上对系统程式码的程式编辑功能;