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嵌入式操作系统特点及适用场景

时间:2023-10-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:嵌入式操作系统运行的硬件平台可用内存少,往往不配置外存,CPU字长短且运算速度有限,能够提供的资源较少,外部设备和被控制设备千变万化。因此,嵌入式操作系统表现出专业化的特点,并要求它能运行在不同微CPU平台上,能针对硬件变化进行结构与功能的配置,以满足不同的应用需求。嵌入式操作系统与应用环境密切相关,至今已有几十种嵌入式操作系统面世。

嵌入式操作系统特点及适用场景

随着信息技术的快速发展与Internet的广泛使用,出现了多种类型的信息电器产品,所有信息电器都与嵌入式(计算机)系统应用有关。在嵌入式(计算机)系统中,硬件不再以物理独立的装置和设备形式出现,而是大部分或者全部隐藏和嵌入到各种应用系统中,实现软、硬件的一体化。由于嵌入式系统的应用环境与其他计算机系统的应用环境存在较大的差别,因此推动了嵌入式软件和嵌入式操作系统的出现。

根据IEEE(电气电子工程师协会)的定义,嵌入式系统是“控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置”。从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体,还可以涵盖机械等附属装置。目前,国内一个普遍被认同的对嵌入式系统的定义是:以应用为中心,以计算机技术为基础,软、硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗要求严格的专用计算机系统。

嵌入式操作系统是运行在嵌入式应用环境中,对整个系统以及所操作和控制的各种部件、装置等资源进行统一协调、处理、指挥和控制的系统软件。由于它仍然是一种操作系统,因此具有通用操作系统的功能,包括与硬件相关的底层软件及操作系统核心功能,功能强大的还提供图形界面通信协议、小型浏览器等。但由于嵌入式操作系统硬件平台的局限性、应用环境的多样性与开发手段的特殊性,它与一般操作系统相比又有很大不同,主要区别和特点表现在以下4个方面。

(1)微型化。嵌入式操作系统运行的硬件平台可用内存少,往往不配置外存,CPU字长短且运算速度有限,能够提供的资源较少,外部设备和被控制设备千变万化。因此,无论从性能还是从成本角度考虑,都不允许它占用很多资源。即嵌入式操作系统的系统代码量要少,应在保证应用功能的前提下,以微型化作为出发点来设计嵌入式操作系统的结构与功能。

(2)可定制。嵌入式操作系统运行的平台多种多样,应用更是五花八门。因此,嵌入式操作系统表现出专业化的特点,并要求它能运行在不同微CPU平台上,能针对硬件变化进行结构与功能的配置,以满足不同的应用需求。(www.xing528.com)

(3)实时性。嵌入式操作系统广泛应用于过程控制、数据采集、传输通信、多媒体信息及要求迅速响应的场合,且实时响应要求严格。因此,实时性是其主要特点之一。

(4)易移植性。为了提高系统的易移植性,通常采用硬件抽象层(Hardware Abstraction Lager,HAL)和板级支撑包(Board Support Package,BSP)的底层设计技术。HAL提供了与设备无关的特性,能屏蔽硬件平台的细节和差异,向操作系统上层提供统一接口,保证了系统的可移植性。

嵌入式操作系统与应用环境密切相关,至今已有几十种嵌入式操作系统面世。按应用范围划分,可把它分成通用型嵌入式操作系统与专用型嵌入式操作系统,前者可适用多种应用领域,比较有名的有Windows CE、VxWorks和嵌入式Linux;而后者则面向特定的应用场合,如适用于掌上计算机的Plam OS、适用于移动电话的Sysbian等。

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