计算机嵌入式操作系统研究

计算机嵌入式操作系统研究

　　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eso(embedded operating system)是嵌入式硬件及软件系统的极为重要的组成部分，一般包含与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等browser。以下将详细介绍嵌入式操作系统的相关特点、分类、实现方法。
　　1 嵌入式操作系统的特点
　　嵌入式系统的全部软、硬资源均由嵌入式操作系统进行分配、调度、控制以及协调。嵌入式操作系统必须体现其所在系统的特征，可以某些模块的装卸来实现系统所要求的功能。因此嵌入式操作系统除了具备一般操作系统所具备的特点外，还具备以下特点：
　　（1）体积小巧
　　嵌入式系统所提供的资源比较有限，为满足其硬件的限制，嵌入式操作系统就一定要做到小巧
　　（2）可装卸性
　　嵌入式操作系统的体系结构具有开放性、可伸缩性，可根据应用要求进行装卸，对相应的模块进行去除或者简化，极大的满足了嵌入式系统需要根据应用要求进装卸的功能需求。此特征在嵌入式系统的模块划分中需事先考虑周到。
　　（3）强实时性
　　在当今信息时代，人们为了为进一步决策争取时间，对信息处理的时效性要求要高。因此嵌入式系统工作对实时性的要求也较高，它是用来评价操作系统的一个重要方面。而嵌入式操作系统实时性一般较强，适用于各种设备控制中。
　　（4）统一的接口 本文由论文联盟http://收集整理
　　嵌入式操作系统可的供各种设备的驱动接口。随着各类嵌入式操作系统的开发，考虑到为嵌入式应用软件的设计者提供统一的服务接口，就必须约定嵌入式系统提供的接口，从而为嵌入式应用软件的运行提供无关性平台。
　　（5）操作简便，易学
　　嵌入式操作系统所提供的gui图形界面，操作方便、简单、友好，易学易用。
　　（6）网络功能强大
　　嵌入式操作系统对tcp／ip协议及其它协议都支持，并且为tcp／udp／ip／ppp协议提供支持以及统一的mac访问层接口，网络功能很强大，为各种移动计算设备预留接口。
　　（7）弱交互性
　　一般嵌入式系统的工作过程不需要人进行干预。eso的用户接口也大多不提供操作命令，它直接通过系统调用命令为用户程序提供服务
　　（8）强稳定性
　　嵌入式系统一量开始正常运行就不再要人人进行过多的干预，在这种情况下，就对负责系统管理的嵌入式操作系统的稳定性提出了较高的要求。
　　（9）固化代码
　　在嵌入系统中，eos及应用软件均被固化在嵌入式系统计算机的rom中。嵌入式系统中很少用到辅助存储器，而用各种内存文件系统，所以eos的文件管理功能也较容易白拆卸。
　　2 嵌入式操作系统的分类
　　当前，常用的嵌入式操作系统可分为：商用系统、专用系统以及开放系统三大类
　　（1）商用嵌入式操作系统
　　商用嵌入式操作系统功能较强大，辅助工具较齐全，可应用的范围也较广，在许多领域都有应用，例：wircrosoft的windows ce 、windriver的vxworks、epson的ros33、coretek的deltaos 、psos+、3com的palm os、以及中科院的hopen等。
　　（2）专用嵌入式操作系统
　　专用嵌入式操作系统一般不对用户公开，它是一些专业的公司针对该公司产品所特制的嵌入式操作系统。专用嵌入式操作系统功能相对较弱，但具有较强的针对性，而且比普通的商用嵌入式操作系统更加安全可靠。
　　（3）开放嵌入式操作系统
　　开放嵌入式操作系统是近年来迅速发展的一类操作系统。因为应用系统的开发者可免费得到这些系统的源代码，因此开发难度低。但开放嵌入式操作系统的功能简单、技术支持以及系统的稳定性也相对较差，因此对对应用系统开发者提出了较高的要求。
　　3 嵌入式操作系统的实现
　　当前，国际上涌现了许多功能较强的嵌入式操作系统，这些操作系统所采用的体系结构以及技术手段各有特色，我们可能通过对这些嵌入式操作系统的思路进行分析从而找到解决在嵌入式操作系统开发过程中所出现的困难的方法。
　　（1）主机、目标机的体系结构
　　当前许多嵌入式操作系统在开发过程中都采取了主机、目标机的设计方法。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。
　　（2）划分模块
　　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。
　　（3）充分利用现有资源
　　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。
　　（4）制定api标准
　　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。
　　结语：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。