基于Linux的嵌入式系统的性能和设计.docVIP

基于Linux的嵌入式系统概述 摘要： 在嵌入式应用领域里，从因特网设备到专用控制系统，Linux操作系统前景都很光明，在后pc时代，对嵌入式系统的研究与开发也成为当前的一个热点。标准Linux 是典型的分时系统，具有较差的实时性。随着Linux 操作系统在实时应用领域的不断扩展，增强Linux 系统的实时性变得尤为必要。本文对Linux内核体系结构进行了较详细的描述，给出了Linux 内核整体结构的优势，并提出了基于Linux 内核的设备驱动程序开发的主要思想。 关键词：嵌入式系统；嵌入式Linux系统，实时操作系统，操作系统 前言和背景 一．嵌入式的Linux系统内核的体系结构 1．1 Linux内核的体系结构 (1)进程调度(Process Scheduler)：负责控制进程对CPU的使用。CPU是计算机系统中最核心的资源，调度程序负责在可运行进程中公平地选择，使其中之一成为运行进程，从而充分利用CPU的资源。同时，它也负责保证内核及时对硬件进行操作。 (2)内存管理(Memory Manager)：标准Linux的内存管理支持虚拟内存，进程的代码、数据和堆栈的总量可以超过实际内存的大小。 (3)虚拟文件系统(Virtual File System)：隐藏了不同硬件的具体细节，为所有设备提供统一的接口。虚拟文件系统可再分为逻辑文件系统和设备驱动程序两部分。 (4)网络接口(Network Interface)：负责支持标准的网络通信协议和各种网络硬件设备。其中网络通信协议部分负责实现各种标准的链路层、网络层和传输层协议；而设备驱动程序负责对网络硬件进行具体操作。 (5)进程间通信(Inter Process Communiea—tion)：支持进程间各种通信机制。其通信手段主要有：信号、文件锁、管道、等待队列、信号量、消息队列、共享内存、套接字。 1.2 基于Linux内核的驱动程序的开发 I/O系统是操作系统不可或缺的重要组成部分。一般的，操作系统的I/O子系统要控制内存与外围设备（如磁盘、打印机，中断）之间的数据流动，操作系统通过设备驱动程序来完成对设备进行的交互，实现以上的操作，内核可以不必知道硬件设备内部的复杂结构，而只需调用驱动程序提供的简单接口就可以访问设备。操作系统（内核）如果需要访问设备，它调用I/O子系统提供的标准接口去访问设备驱动程序，而I/O子系统在完成这个任务时，无论是什么设备，都使用同一种调用方式进行操作。 Linux内核的组织形式为整体式结构。也就是说整个Linux内核由很多过程组成，每个过程可以独立编译，然后用连接程序将其连接在一起成为一个单独的目标程序Linux内核又是开放式的结构，它允许任何人对其进行修正、改进和完善。 二．Linux与OS/2、Windows、Windows NT之间的区别和比较 (2) Linux的云计算优势，将体现在Paas(平台即服务)方面，随着自动化管理的基础设施和应用程序的开发，虽然在Windows上一样可是实现，但是Linux将实现Paas作为出发点和支柱，显然在Linux上将更有力度。 (3) Linux桌面将死,就是Linux桌面将转移到虚拟桌面设施VDI(virtual desktop infrastruture)，底层的操作将变得非常少。 (4) Linux应用范围的迅速扩大，对Linux技术人才的需求空前高涨，Linux人才的严重匮乏。在Linux的推广过程中，高校责无旁贷地成为先行军。 参考文献： [1] 李太福.罗松Linux嵌入式系统实时性分析与实时化改进[期刊论文]-计算机应用研究 2004(4) [2] 陈闳中 Linux在嵌入式操作系统中的应用[期刊论文]-同济大学学报(自然科学版)2001,29(5) [3] 邹勇.王青.李明树Linux内核的实时支持的研究与实现[期刊论文]-计算机研究与发展2002,39(4) [4] 邵海东.周鹏.胡南军.陈道蓄.谢立基于LinuX的嵌入式系统设计与实现[期刊论文]-计算机工程2002,28(6) [5] 宁志新.温建春.李海军嵌入式Linux关键技术研究[期刊论文]-齐齐哈尔大学学报(自然科学版) 2004(3) [5] 范彬 浅谈教育界学习推广Linux的必要性和紧迫性[期刊论文]-电脑知识与技术2007,4(z2) [6] 张永选.罗招贤. 将开源软件应用于教育[期刊论文]-科技广场 [7] 刘文峰.李程远.李善平嵌入式Linux操作系统的研究[期刊论 文]-浙江大学学报(工学版)2004,38(4)