計(jì)算機(jī)嵌入式操作系統(tǒng)研究

摘要：隨著嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展日益加快，嵌入式系統(tǒng)的功能越來越強(qiáng)大，使得其復(fù)雜度也進(jìn)一步的提高，所以對于嵌入式操作系統(tǒng)的要求也越來越高。嵌入式操作系統(tǒng)作為嵌入式系統(tǒng)的核心，它能夠進(jìn)一步的減少人員的開發(fā)量，從而能夠提高嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的效率，這為嵌入式的發(fā)展有積極的影響。本文就主要分析了計(jì)算機(jī)嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)和常見的嵌入式系統(tǒng)，以為相關(guān)人士提供一點(diǎn)借鑒。

關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；復(fù)雜度；操作系統(tǒng)；特點(diǎn)

中圖分類號：N94 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1001-828X（2014）012-0000-01

前言

嵌入式操作系統(tǒng)是一種功能強(qiáng)大、應(yīng)用范圍極廣的系統(tǒng)軟件，曾經(jīng)由于其出色的功能將其運(yùn)用在國防領(lǐng)域和工業(yè)控制領(lǐng)域，并且嵌入式操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)整個(gè)嵌入系統(tǒng)的軟、硬件分配、控制、調(diào)度、協(xié)調(diào)等工作，其能夠通過裝卸功能模塊來達(dá)到人們需要的功能[1]。目前，對于嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用已普及到各行各業(yè)，社會(huì)中已存在著較為成功的嵌入式操作系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展。嵌入式操作系統(tǒng)朝著專業(yè)化、微型化的方向發(fā)展，這進(jìn)一步的表面嵌入式操作系統(tǒng)的功能將會(huì)變得更加強(qiáng)大。

一、嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)

嵌入式操作系統(tǒng)其特點(diǎn)較為突出，尤其是在硬件的依賴性、實(shí)時(shí)高效性、專用性和軟件固態(tài)化等方面[2]。嵌入式操作系統(tǒng)較一般的操作系統(tǒng)，它除了具備常規(guī)的基本功能外，還有以下幾個(gè)方面的典型特點(diǎn)：

1.可裝卸性，嵌入式操作系統(tǒng)是一種可伸縮式的開放性體系結(jié)構(gòu)。

2.接口統(tǒng)一性，嵌入式操作系統(tǒng)的接口統(tǒng)一，可以為多種設(shè)備提供驅(qū)動(dòng)接口。

3.極強(qiáng)的實(shí)時(shí)性，實(shí)時(shí)性是嵌入式操作系統(tǒng)的典型特點(diǎn)，其可以用于在各種設(shè)備控制中，所以嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用范圍很廣。

4.操作簡便性，嵌入式操作系統(tǒng)在操作上極為簡便，還為使用者提供了極其有友好的圖形界面，使用者容易上手進(jìn)行操作。

5.網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大性，嵌入式操作系統(tǒng)不僅能夠支持TCP門P協(xié)議，還支持統(tǒng)一的MAC數(shù)據(jù)訪問層接口和其它常見的協(xié)議，還同時(shí)為移動(dòng)計(jì)算機(jī)提供了預(yù)留接口。

6.代碼固化性，在整個(gè)嵌入系統(tǒng)當(dāng)中，不僅是應(yīng)用軟件被固化在嵌入式系統(tǒng)計(jì)算機(jī)ROM中，同樣的嵌入式操作系統(tǒng)也固化在ROM中，使得嵌入式操作系統(tǒng)文件管理容易被拆卸。

7.弱交互性和強(qiáng)穩(wěn)定性，嵌入式操作系統(tǒng)的強(qiáng)穩(wěn)定性和弱交互性能夠讓使用者不需要過多的進(jìn)行干預(yù)。

8.強(qiáng)適應(yīng)性，嵌入式操作系統(tǒng)的硬件適應(yīng)能力強(qiáng)，使其可擴(kuò)展性和可移植性強(qiáng)。

二、常見的嵌入式操作系統(tǒng)分析

在應(yīng)用方面，嵌入式操作系統(tǒng)可以分為通用型和專用型操作系統(tǒng)，目前社會(huì)中較為常見的通用型嵌入式操作系統(tǒng)有Linux、VxWoreks等，專用型的嵌入式操作系統(tǒng)有Pocket PC、Smart Phone等。從實(shí)時(shí)性來看，嵌入式操作系統(tǒng)可以分為實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)[3]。實(shí)時(shí)性的嵌入式操作系統(tǒng)主要應(yīng)用于通信領(lǐng)域，如ISI公司的pSOS、QNX公司的QNX等，而非實(shí)時(shí)性嵌入式操作系統(tǒng)主要應(yīng)用在消費(fèi)類的電子產(chǎn)品中，如手機(jī)、電子書、機(jī)頂盒等，代表性的產(chǎn)品有微軟的Smart Phone。

目前，嵌入式操作系統(tǒng)應(yīng)用范圍已普及到全球，其中非常流行的嵌入式操作系統(tǒng)產(chǎn)品有3Corn公司的Palm OS，MicroSfi公司的Windows CE，尤其是前者，占據(jù)全球嵌入式操作系統(tǒng)市場份額高達(dá)50%，并且在美國本土，其市場份額更是高達(dá)80%。

總體來說，目前市場上應(yīng)用的較多的嵌入式操作系統(tǒng)有Linux、Palm OS、Windows CE、QNX、Nucleus、Symbian、OSE等。

三、嵌入式操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

由于嵌入式操作系統(tǒng)自身的技術(shù)尚還不成熟，使得嵌入式的開發(fā)工具還相對比較欠缺，并且目前的開發(fā)工具難以掌握，使得增加了嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)難度。通常在開發(fā)過程中將在目標(biāo)機(jī)上放置操作系統(tǒng)核心模塊，主機(jī)上放置開發(fā)工具，開發(fā)過程中進(jìn)行跟蹤和調(diào)試，這樣開發(fā)和調(diào)試通過主機(jī)完成，操作系統(tǒng)的運(yùn)行在目標(biāo)機(jī)上實(shí)現(xiàn)[4]。

由于嵌入是操作系統(tǒng)應(yīng)用范圍廣，人們需求的功能和結(jié)構(gòu)不一致，使得不同的嵌入式系統(tǒng)其操作系統(tǒng)也有所差異，所以在設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)實(shí)際情況充分的劃分嵌入式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性，對此，增強(qiáng)操作系統(tǒng)的模塊性是嵌入式操作系統(tǒng)發(fā)展的趨勢，實(shí)現(xiàn)的方法是獨(dú)立操作系統(tǒng)中的一些核心功能[5]。

為了進(jìn)一步的方便使用者進(jìn)行操作，以實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)的無關(guān)性和透明性，需要在設(shè)計(jì)給予用戶一個(gè)實(shí)用的、標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序接口。此外，在設(shè)計(jì)嵌入式操作系統(tǒng)時(shí)需要使用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)保證開發(fā)的操作系統(tǒng)具有良好的功能，還需要充分的考慮操作系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的匹配性，以最大化的保證嵌入式操作系統(tǒng)的功能完整性和應(yīng)用高效性。

四、結(jié)束語

隨著嵌入式操作系統(tǒng)的功能越來越強(qiáng)，使得其構(gòu)造也越來越復(fù)雜。嵌入式操作系統(tǒng)的使用能夠減少開發(fā)工作量，從而提高開發(fā)的效率，使得嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用范圍較廣，相比其他操作系統(tǒng)而言，嵌入式操作系統(tǒng)更具優(yōu)勢和特點(diǎn)，但是由于其自身的技術(shù)成熟性不高，所以需要在設(shè)計(jì)和開發(fā)時(shí)不斷的總結(jié)和創(chuàng)新，不斷的完善嵌入式操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，以為嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃良峰.計(jì)算機(jī)嵌入式操作系統(tǒng)研究[J].吉林廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2012（5）：128-129，147.

[2]徐瓊，徐科挺.計(jì)算機(jī)嵌入式操作系統(tǒng)研究[J].科技資訊，2011（4）：13.

[3]許飛云，胡建中，賈民平等.嵌入式旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)研究[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004，34（6）：761-765.

[4]張寶民，孫曉民.基于OSEK規(guī)范的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)研究[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2004，21（4）：32-35.

[5]李輝.計(jì)算機(jī)嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2013（2）：94.

作者簡介：索千翔（1992-），男，遼寧盤錦人，渤海大學(xué)文理學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)。endprint