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嵌入式操作系统(嵌入式系统学什么)

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  • 在过去的十年中,嵌入式系统的开发发生了很大的变化。以前嵌入式设备往往是一个孤立的、资源有限的系统,它们追求的是在有限的价格上满足一定的功能性要求。通常它们采用那些功能并不强大的CPU,这也是开发者不得不尽可能地压缩嵌入式系统性能的原因。而今天人们对嵌入式设备在智能化和互连性上提出了要求,这使得嵌入式设备不再是孤立的,他们要通过互联网、无线或是其他的方式实现相互连接,同时它们也是软件生态系统(software ecosystem)的一部分。最初的嵌入式设备是单一用途的,它们拥有各自独特的显示方式和用户界面;而今天它们变成了我称之为“等同PC”的系统。它们必须运行很多相同的应用程序,它们需要采用相同的方式实现互连或是在某些情况下增强互连性。因此你可以看到在传统的实时操作系统(RTOS)之上建立应用程序的必要性。作为内部开发(in-house developed)操作系统的替代方式,RTOS的出现使得建立嵌入式应用变得更加容易。 在2000年以前,大多数的嵌入式系统仍然建立在内部开发的操作系统(OS)基础之上,但在此之后,WindRiver和其他的商业化RTOS产品逐渐赢得了越来越大的市场份额。 如果开发者试图通过内部开发建立某些嵌入式系统,就不得不建立从固件到应用程序的完整的软件栈(software stack)。垂直集成在给开发者带来很大的控制能力的同时,也需要其在开发和维护上进行大量的投入。在过去的五年中,在经历了全球性的经济危机之后,面市时间(time-to-market)意味着一切,追求附加值成为电子业重要的追求。因此,如果你是一个工程经理,考虑到你手中的资源,你是宁愿投资去创建一个自主产权的操作系统软件平台,还是去开发那些可以给你的应用带来差异化的技术呢?我相信你会选择后者,因为开发者通常希望使他们的应用变得与众不同。这就使得内部开发操作系统整合自主产权内核的方法逐渐被淘汰。 如果你使用VxWorks或者是pSOS,仍然免不了要在建立应用软件和中间件上进行大量投入。这是因为围绕在这些操作系统周边的生态资源十分有限。例如对于VxWorks,只有一种Webserver可供使用,而如果采用Linux,会有八九种Webserver供你选择;VxWorks只提供了一种网页浏览器,而Linux有16种不同的网页浏览器支持。通常情况下对于某种实时系统你只能选择一种文件系统——通常情况下为与windows兼容而选用FAT文件系统;而Linux包含八九种本地文件系统,它们可以与十多种外部文件系统兼容。 传统的RTOS与Linux相比还有一个很大的不同——传统的RTOS是一系列“服务”的集合(libraries of services),开发者需要一个功能就加入一个功能,如果开发者不需要就将它们去掉。但这就意味着建立在一个RTOS上的系统的每一个执行程序都是不同的,因为开发者只是与那些需要的“服务”相联系,你建立的是一组非常独特的服务集合。这并不象是一个操作系统。而象Linux这样的操作系统提供了一个统一的平台,这使得那些智能设备不但可以获得更好的互连性,增强它们彼此之间的差异性,同时也使它们获得了不同的生命周期。 以手机的开发为例,一部智能手机在离开工厂时,它具有一系列确定的功能。但是在销售渠道中,人们往往希望对它原有的功能进行修改,或是加入其他的功能。运营商希望在他们销售的手机中体现出更多的差异化,他们希望加入诸如游戏等更多的服务。而最终用户也许还希望能够从第三方购买到更丰富的游戏(和其他服务)。如果开发者的手机是一个单一用途的设备,它只能提供有限的服务,那么在它基础上建立服务和其他增值功能将是非常困难的。但如果开发者面对的是一部采用嵌入式Linux的手机,并了解API和相关的标准,他们就可以十分迅速地建立起丰富的软件生态系统并迅速占领市场。产品长期的差异化与互连性息息相关,这包括它的网络互连性、与中间件的互连性,以及与外围生态环境的互连性。Linux作为一个“在互联网上成长起来的动物”,无论从哪方面讲都应该算是互连性最好的操作系统。
  • 2021-04-10 13:43:09
  • 尖叫的奶牛
  • 嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成,用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。嵌入式系统一般指非PC系统,它包括硬件和软件两部分。硬件包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和I/O端口、图形控制器等。软件部分包括操作系统软件(OS)(要求实时和多任务操作)和应用程序编程。有时设计人员把这两种软件组合在一起。应用程序控制着系统的运作和行为;而操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。嵌入式微处理器一般就具备以下4个特点:1)对实时多任务有很强的支持能力,能完成多任务并且有较短的中断响应时间,从而使内部的代码和实时内核心的执行时间减少到最低限度。2)具有功能很强的存储区保护功能。这是由于嵌入式系统的软件结构已模块化,而为了避免在软件模块之间出现错误的交叉作用,需要设计强大的存储区保护功能,同时也有利于软件诊断。3)可扩展的处理器结构,以能最迅速地开展出满足应的最高性能的嵌入式微处理器。4)嵌入式微处理器必须功耗很低,尤其是用于便携式的无线及移动的计算和通信设备中靠电池供电的嵌入式系统更是如此,如需要功耗只有mW甚至μW级。嵌入式计算机系统同通用型计算机系统相比具有以下特点:1.嵌入式系统通常是面向特定应用的嵌入式CPU与通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在为特定用户群设计的系统中,它通常都具有低功耗、体积小、集成度高等特点,能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部,从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化,移动能力大大增强,跟网络的耦合也越来越紧密。2.嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。3.嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计,量体裁衣、去除冗余,力争在同样的硅片面积上实现更高的性能,这样才能在具体应用中对处理器的选择更具有竞争力。4.嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起,它的升级换代也是和具体产品同步进行,因此嵌入式系统产品一旦进入市场,具有较长的生命周期。5.为了提高执行速度和系统可靠性,嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中,而不是存贮于磁盘等载体中。6.嵌入式系统本身不具备自举开发能力,即使设计完成以后用户通常也是不能对其中的程序功能进行修改的,必须有一套开发工具和环境才能进行开发。
  • 2021-04-10 13:41:43
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  • 什么是嵌入式实时操作系统,当外界事件或数据产生时,能够接受并以足够快的速度予以处理,其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统作出快速响应,并控制所有实时任务协调一致运行的嵌入式操作系统。我们常常说的嵌入式操作系统都是嵌入式实时操作系统。比如μC/OS-II、eCOS和Linux、HOPEN OS。
  • 2021-04-10 13:41:43
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