作为一种广泛应用的软件系统,嵌入式操作系统较之传统的操作系统内核是比较小的,在嵌入式系统选型方面需要考虑到市场进入时间、可移植性、可利用资源等,在设计的时候需要考虑到任务调度和任务管理等方面的问题。
2 嵌入式操作系统概述
1)概念
嵌入式操作系统简称EOS,是一种广泛应用的软件系统,一般包括和软件相关的标准浏览器、图形界面、通信协议、设备驱动接口、系统内核、底层驱动软件等。嵌入式系统的所有软硬件资源由嵌入式操作系统负责任务调度、分配以及协调控制并发活动。
2)特点
a、系统内核小:在小型电子装置中常用到嵌入式系统,相对有限的系统资源,较之传统的操作系统内核是比较小的。
b、专用性强:具有很强的个性化,结合非常紧密的软硬件系统,一般在进行系统移植硬件时,要根据系统硬件的增减和变化不断进行修改。系统往往需要较大的更改在同时针对不同的任务的时候。
c、系统精简:应用软件和系统软件在嵌入式系统中一般没有明显的区分。对功能的实现及设计不需要太复杂。这样有利于实现系统安全和控制系统成本。
d、嵌入式软件的基本要求是高实时性。为了提高速度,软件要求固态存储;高可靠性和高质量是软件代码的要求。
e、只有使用多任务的操作系统,开发嵌入式软件才能走向标准化。没有操作系统应用程序在芯片上直接运行。为了合理的利用专家函数库接口、系统函数、系统资源以及调度任务,对开发平台用户必须自行选配,这样程序执行的可靠性、实时性才能得到保证,而且开发时间会减少,软件质量得到保障。
f、开发环境和工具:自举开发能力在嵌入式系统中是不具备的,完成设计以后对其中的程序用户也不能进行修改,如果要进行开发必须有一套开发环境和工具,这些环境和工具基于各种混合信号示波器、逻辑分析仪等,目标机和主机的概念往往蕴含在开发中,最后的执行机采用目标机,程序的开发采用主机,需要在开放式交替结合进行。
3 嵌入式操作系统的选型
当在进行嵌入式产品数字医疗设备、信息电器等设计的时候,至关重要的是嵌入式操作系统。那么以下是嵌入式操作系统在选择时所遵循的一些原则。
1)系统定制能力。用户需求的千差万别、各异的硬件平台,所以与传统的Wintel结构相比信息产品不具有单纯性,要分析产品是否需要改进系统底层,并且提出了针对于系统定制能力的要求。Linux是开放的源代码,其优势在于定制能力方面。随着在嵌入式领域微软加强力度和WinCE3.0源码的开放,提升了其定制能力。
2)市场进入时间。一般演示和实际产品是不同的,与操作系统的选择有关系的是产品时间表的制定。当前最非丰富的人力资源的是Windows程序员,而且WinCE也可能是现成资源最多的。要想很快进入市场可以使用WinCE。WinCE+X86做产品不要的功能被被去掉,这样产品会很快出现,但是会出现核心竞争力差、成本高。由于没有足够的技术积累或编程人员缺乏等问题会影响开发某些高效操作系统的进度。
3)可利用资源。与学术课题研究不同,产品的开发为了满足用户的需求而以高质量、低成本、快速为目标。对产品的特色进行集中精力的研发,采用第三方产品或由操作系统附加来实现其他功能,对于选型而言操作系统的可利用资源是一个重要参考条件。大家看好WinCE和Linux是因为可以利用其中的大量资源。由于比较封闭,在开发其他实时操作系统时,可利用资源比较少,所以需要自己对多数功能进行独立开发。由近几年市场需求可知,Web浏览器的全功能均需由嵌入式系统提供,这需要一个GUI来支持并且要具有高可靠性和高性能。
4)可移植性。良好的软件移植性无关于操作系统,可以在不同系统、不同平台上运行,所以可移植性是进行嵌入式软件开发要重点考虑的问题。一般情况下软件的性能和通用性是矛盾的。优化性在某些特定的情况下受到损失是通用要付出的代价。当操作系统和平台与产品紧密结合的时候,蕴含在其中的是产品特色。
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