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嵌入式操作系统的研究现状及发展趋势_高伟华 嵌入式操作系统的研究现状及发展趋势 高伟华,杨子军 (哈尔滨电力职业高等技术学院,黑龙江哈尔滨150030) nux的优点在于:RT-Linux是开放源码的 操作系统,使用者可以根据需要进行修改,这是许 多程序员所期望的。开放源码的另外一个好处就 是使用者可以借助RT-Linux众多的网上资源 和在线开发,方便地获得所需要的技术支持。RT -Linux享用Linux提供的服务,Linux的程序员 可以很快熟悉其运行环境,掌握其开发工具。 类似公开源码的操作系统还有cygnus的e- Cos。 3.4 API标准的制定 为方便用户的使用,嵌入式操作系统应该增 强操作系统的透明性,实现操作系统的无关性。 其解决方案就是给用户提供标准、实用的应用程 序接口(API)。过去,嵌入式系统的开发者直接 套用POSIX标准,使得系统过于庞大,失去了系 统小巧的特征。现在,一些公司正制定适合嵌入 式应用的标准,如:Cygnus公司正在制定的EL/ IX应用程序接口标准,将为嵌入式应用程序的开 发提供统一的标准。EL/IX是一个逐步完善的 标准,它以POSIX标准为基础,采用开放源码的 方式向外发行。 4 不同的嵌入式操作系统的特点 嵌入式OS比PC的OS相对简单,但由于各 种嵌入式系统产品中包含不相同的特殊需求,致 使这类系统中使用的OS不下几百种,如Win- dows CE、Palm OS、VxWork、PSOS、UNX、Pow- erTV、JavaOS、LynxOS、Nucleus等。至今仍有 50%的开发者使用自行开发的OS。相比之下,操 作系统Linux以其特有的开放性、与生俱来的网 络特性有可能成为嵌入式操作系统的主流之一。 目前,嵌入式Linux在国内已引起注意,但在国外 已处于研究与应用的初级阶段。下面对一些OS 各自的特点进行分析介绍。 4.1 Windows CE Windows CE是一种32位的多任务操作系 统,它经过压缩,可以移植,能够开发适合多种企 业和客户需要的设备。由于它是微软公司的“维 纳斯计划”的核心,包含了Internet Explorer的版 本,可以和Internet实现连接,同步交换信息。如 果开发者能熟悉Windows开发环境,可以基于 Windows CE开发出很好的应用程序。 4.2 Jini Jini是建立在JAVA基础上的系统,特点是 独立于平台之上,可以“一次编程、到处执行”,它 可以实现传统的和非传统的联网器件间的相互对 话。 4.3 QNX QNX是Quantun Software System公司研制 的基于PC的实时多任务的、可扩展的操作系统, 它具有微内核结构,核内仅有任务调度、中断管 理、下层网络功能和进程通信模块。其他功能,如 文件系统和设备驱动,都运行于用户空间。QNX 有很好的安全性、裁剪性,用户可根据需要选择其 中一些组件来定制操作系统。 4.4 Hopen 国内开发的Hopen是一个按嵌入式系统要 求设计的操作系统,它是由一个很小的内核及一 些根据需要进行定制的系统模块组成。该系统在 处理中文及联网方面都很有特色。 4.5 RTOS 嵌入式系统中的软件通常基于一个小的操作 系统,又称实时操作系统 RTOS是一段嵌入在目标代码中的软件,用 户的其它应用程序都建立在RTOS之上。不但 如此,RTOS还是一个可靠性和可信性很高的实 时内核,将CPU时间、中断、I/O、定时器等资源 都包装起来,留给用户一个标准的API,并根据各 个任务的优先级,在不同任务之间合理地分配 CPU时间。RTOS是针对不同处理器优化设计 的高效率实时多任务内核,优秀商品化的RTOS 可以面对几十个系列的嵌入式处理器MPU、 MCU、DSP、SOC等提供类同的API接口,这是 RTOS基于设备独立的应用程序开发基础。因 此,基于RTOS上的C语言程序具有极大的可移 植性。据专家测算,优秀RTOS上跨处理器平台 的程序移植只需要修改1%～5%的内容。在 RTOS基础上可以编写出各种硬件驱动程序、专 家库函数、行业库函数、产品库函数,和通用性的 应用程序一起,可以作为产品销售,促进行业内的 知识产权交流,因此,RTOS又是嵌入式系统的软 件开发平台。 RTOS最关键的部分是实时多任务 Oct.2002 域。嵌入式系统是先进的计算机技术、半导 体技术、电子技术和各个行业的具体应用相结合 的产物,这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。今天 嵌入式系统带来的工业年产值已超过了1万亿美 元。 2 嵌入式操作系统特征 嵌入式操作系统并不是简单嵌入的操作系 统,它与通常意义上的操作系统有一定的区别。 嵌入式操作系统负责