淺談主流嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍

前言

嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，由嵌入式處理器、相關(guān)支撐硬件、嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件系統(tǒng)等組成的可獨(dú)立工作的“器件”。嵌入式操作系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)的重要組成部分，當(dāng)我們?cè)谠O(shè)計(jì)信息電器、數(shù)字醫(yī)療設(shè)備等嵌入式產(chǎn)品時(shí)，嵌入式操作系統(tǒng)的選擇至關(guān)重要。了解主流嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍有助于工程師選擇適合的操作系統(tǒng)，下面我們一起來(lái)了解一下主流嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍。

主流嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍

(一)VxWorks

VxWorks操作系統(tǒng)是美國(guó)WindRiver公司于1983年設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的一種嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS),是嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境的關(guān)鍵組成部分。良好的持續(xù)發(fā)展能力、高性能的內(nèi)核以及友好的用戶(hù)開(kāi)發(fā)環(huán)境,在嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)領(lǐng)域占據(jù)一席之地。它以其良好的可*性和卓越的實(shí)時(shí)性被廣泛地應(yīng)用在通信、軍事、航空、航天等高精尖技術(shù)及實(shí)時(shí)性要求極高的領(lǐng)域中,如衛(wèi)星通訊、軍事演習(xí)、彈道制導(dǎo)、飛機(jī)導(dǎo)航等。在美國(guó)的 F-16、FA-18 戰(zhàn)斗機(jī)、B-2 隱形轟炸機(jī)和愛(ài)國(guó)者導(dǎo)彈上,甚至連1997年4月在火星表面登陸的火星探測(cè)器上也使用到了VxWorks。

(二)Windows CE

WindowsCE是微軟公司嵌入式、移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)的基礎(chǔ)，它是一個(gè)開(kāi)放的、可升級(jí)的32位嵌入式操作系統(tǒng)，是基于掌上型電腦類(lèi)的電子設(shè)備操作系統(tǒng)，它是精簡(jiǎn)的Windows 95，Windows CE的圖形用戶(hù)界面相當(dāng)出色。

其中CE中的C代表袖珍(Compact)、消費(fèi)(Consumer)、通信能力(Connectivit)和伴侶(Companion);E代表電子產(chǎn)品(Electronics)。與Windows 95/98、Windows NT不同的是，Windows CE是所有源代碼全部由微軟自行開(kāi)發(fā)的嵌入式新型操作系統(tǒng)，其操作界面雖來(lái)源于Windows 95/98，但Windows CE是基于WIN32 API重新開(kāi)發(fā)、新型的信息設(shè)備的平臺(tái)。Windows CE具有模塊化、結(jié)構(gòu)化和基于Win32應(yīng)用程序接口和與處理器無(wú)關(guān)等特。

Windows CE不僅繼承了傳統(tǒng)的Windows圖形界面，并且在Windows CE平臺(tái)上可以使用Windows 95/98上的編程工具(如Visual Basic、Visual C++等)、使用同樣的函數(shù)、使用同樣的界面風(fēng)格，使絕大多數(shù)的應(yīng)用軟件只需簡(jiǎn)單的修改和移植就可以在Windows CE平臺(tái)上繼續(xù)使用。Windows CE并非是專(zhuān)為單一裝置設(shè)計(jì)的，所以微軟為旗下采用Windows CE作業(yè)系統(tǒng)的產(chǎn)品大致分為三條產(chǎn)品線(xiàn)，Pocket PC(掌上電腦)、Handheld PC(手持設(shè)備)及Auto PC。

WindowsCE版本主要有1.0、2.0、3.0、4.0、4.2、5.0 和6.0

(三)嵌入式Linux

這是嵌入式操作系統(tǒng)的一個(gè)新成員，其最大的特點(diǎn)是源代碼公開(kāi)并且遵循GPL協(xié)議，在近一年多以來(lái)成為研究熱點(diǎn)，據(jù)IDG預(yù)測(cè)嵌入式Linux將占未來(lái)兩年的嵌入式操作系統(tǒng)份額的50%。

由于其源代碼公開(kāi)，人們可以任意修改，以滿(mǎn)足自己的應(yīng)用，并且查錯(cuò)也很容易。遵從GPL，無(wú)須為每例應(yīng)用交納許可證費(fèi)。有大量的應(yīng)用軟件可用。其中大部分都遵從GPL，是開(kāi)放源代碼和免費(fèi)的?？梢陨约有薷暮髴?yīng)用于用戶(hù)自己的系統(tǒng)。 有大量的免費(fèi)的優(yōu)秀的開(kāi)發(fā)工具，且都遵從GPL，是開(kāi)放源代碼的。有龐大的開(kāi)發(fā)人員群體。無(wú)需專(zhuān)門(mén)的人才，只要懂Unix/Linux和C語(yǔ)言即可。隨著Linux在中國(guó)的普及，這類(lèi)人才越來(lái)越多。所以軟件的開(kāi)發(fā)和維護(hù)成本很低。優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)功能，這在Internet時(shí)代尤其重要。穩(wěn)定——這是Linux本身具備的一個(gè)很大優(yōu)點(diǎn)。內(nèi)核精悍，運(yùn)行所需資源少，十分適合嵌入式應(yīng)用。

支持的硬件數(shù)量龐大。嵌入式Linux和普通Linux并無(wú)本質(zhì)區(qū)別，PC上用到的硬件嵌入式Linux幾乎都支持。而且各種硬件的驅(qū)動(dòng)程序源代碼都可以得到，為用戶(hù)編寫(xiě)自己專(zhuān)有硬件的驅(qū)動(dòng)程序帶來(lái)很大方便。

(四)μC/OS-Ⅱ

μC/OS一Ⅱ是一個(gè)免費(fèi)的、源代碼公開(kāi)的實(shí)時(shí)嵌入式內(nèi)核，它提供了實(shí)時(shí)系統(tǒng)所需的基本功能，包含全部功能的核心部分代碼只有8.3KB，由于C/OS-II是可裁剪的，所以用戶(hù)系統(tǒng)中實(shí)際的代碼最少可達(dá)2.7KB。C/OS-II不僅使用戶(hù)得到廉價(jià)的解決方案，而且由于C/OS-II的開(kāi)放源代碼特性，還使用戶(hù)可針對(duì)自己的硬件優(yōu)化代碼，獲得更好的性能。

μC/OS-Ⅱ?qū)嶋H上是一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核，只包含了任務(wù)調(diào)度、任務(wù)管理、時(shí)間管理、內(nèi)存管理和任務(wù)間的通信與同步等基本功能，沒(méi)有提供輸入/輸出管理、文件系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)之類(lèi)的額外服務(wù)。但是由于C/OS-II的可移植性和開(kāi)源性，用戶(hù)可自己添加所需的各種服務(wù)。目前已經(jīng)出現(xiàn)了專(zhuān)門(mén)為C/OS-II開(kāi)發(fā)的文件系統(tǒng)、TCP/IP協(xié)議棧及GUI系統(tǒng)等的第三方商家。

(五)Symbian

Symbian OS是代表全球智能手機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)，目前已經(jīng)被很多世界領(lǐng)先的手機(jī)制造商所采用，包括摩托羅拉、諾基亞、三星、西門(mén)子、和索尼愛(ài)立信等公司。

(六)Enea OSE Systems

OSE是具有性能高、代碼小和可確定性實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)。OSE專(zhuān)門(mén)針對(duì)移動(dòng)計(jì)算應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化，支持從基于DSP的基帶處理到RISC的應(yīng)用處理，覆蓋了所有成本低、功能豐富的3G手機(jī)設(shè)計(jì)的各個(gè)方面。2006年，全球主要移動(dòng)手持設(shè)備制造商推出的手機(jī)中，超過(guò)2億部安裝了 Enea 的 OSE實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)軟件。

OSE實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在世界上成千上成的產(chǎn)品中，它可以支持的DSP有TMS320C62X /TMS320C64X /TMS320C54X /TMS320C55X /TMS320C67X等。區(qū)別于傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)，OSE的新生代操作系統(tǒng)應(yīng)用直接的信息傳播模式，而且OSE的核集許多傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的功能于一身，而這些功能一般是必須要由許多輔助性工具來(lái)完成的。

Enea OSE System AB公司的OSE操作系統(tǒng)是嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。針對(duì)DSP的內(nèi)核它不僅具有硬實(shí)時(shí)的特性，代碼小，實(shí)時(shí)性好，而且還可以支持多DSP以及由多DSP和多CPU組成的異構(gòu)的分布式系統(tǒng)，具有強(qiáng)大的容錯(cuò)性能。

Enea OSE Systems公司的客戶(hù)廣泛分布在電訊、數(shù)字通訊、程序控制、汽車(chē)工業(yè)、國(guó)防、生物醫(yī)學(xué)技術(shù)和消費(fèi)類(lèi)電子業(yè)。OSE是一個(gè)在市場(chǎng)上迅速成長(zhǎng)的操作系統(tǒng)，每年增長(zhǎng)率高達(dá)100%，現(xiàn)在OSE已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)電訊系統(tǒng)領(lǐng)域最廣泛地被接受的實(shí)時(shí)解決方案。

(七)道系統(tǒng)(DeltaSystem)

中國(guó)完全自主研發(fā)的最成熟的嵌入式強(qiáng)實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng), 該操作系統(tǒng)已應(yīng)用于飛機(jī)導(dǎo)航、核動(dòng)力控制、雷達(dá)終端錄取平臺(tái)等軍用與民用領(lǐng)域 。該操作系統(tǒng)已應(yīng)用于飛機(jī)導(dǎo)航、核動(dòng)力控制、雷達(dá)終端錄取平臺(tái)等軍用與民用領(lǐng)域

(八)Hopen 操作系統(tǒng)

Hopen操作系統(tǒng)為凱思集團(tuán)自主研制開(kāi)發(fā)的嵌入式操作系統(tǒng)， 是中國(guó)第一個(gè)實(shí)現(xiàn)手機(jī)自主軟件產(chǎn)業(yè)化的操作系統(tǒng)。它由一個(gè)體積很小的內(nèi)核及一些可以根據(jù)需要進(jìn)行定制的系統(tǒng)模塊組成。其核心Hopen Kernel一般為10KB左右大小，具有實(shí)時(shí)、多任務(wù)、多線(xiàn)程的系統(tǒng)特征。該系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于: 移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)(PDA)、家庭信息環(huán)境(機(jī)頂盒，數(shù)字電視)、通訊計(jì)算平臺(tái)(多媒體手機(jī))等領(lǐng)域。

結(jié)語(yǔ)

在信息迅速發(fā)展的今天，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)已經(jīng)成為一種主導(dǎo)技術(shù)，對(duì)嵌入式操作系統(tǒng)的研究及分析，已成為一種必須的解決的重要課題。本文介紹了主流嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍希望對(duì)你的工作、學(xué)習(xí)有所幫助。