搜档网
当前位置:搜档网 › 嵌入式操作系统VxWorks和Linux对比

嵌入式操作系统VxWorks和Linux对比

嵌入式操作系统VxWorks和Linux对比
嵌入式操作系统VxWorks和Linux对比

较之Vxworks系统

因为我先前的工作主要是基于Vxworks的,所以在此对Linux系统和Vxworks系统做一

个简单的比较,这个比较并非完全技术层面,而我对于Linux的了解也仅仅是“刚刚上路”,所以就是

代表我的一家之言,仅供参考。

Linux和Vxworks相比,技术上有两个比较吸引人的特点,第一是内存管理,使得用户进程之间地址空间独立,从而可以避免应用程序漏洞导致系统崩溃的问题,而在基于Vxworks的系统中,内存操作相关问题,在系统致命问题中占有很高的比例。第二是应用程序动态执行,这极大的提升系统扩展性能,减小现网运行设备的升级维护压力,电信级设备中,这应该是一项重要的性能指标。当然,理论上Vxworks

系统也能实现。

下面的表格是两者的综合比较。

linux:

linux其实我没有什么资格来说,因为以前一直是在使用之中,没有研究过他的内核,不过最近打算看看内核部分。linux不是一个实是的操作系统,首先我们要搞清楚这一点。它的中断出发的时候是放如到一个管理结构中去,然后由仲裁机构去判断让谁先处理。所以在处理中存在一个处理的延时。在对反应时间有严格要求的场合,linux是不能够胜任的。linux 的好处是代码公开,你可以去学习,研究,改进它。这个比windows 要好的多。对驱动的支持也比较好,显示那部分用x11就可以了。

vxworks:

vxworks 是这几种操作系统中最贵的一个,好象要20万左右的吧,具体不知道也没有买过,源码不公开,主要用于商业领域和科研领域。飞到火星去的探测器上安装的就是这个系统。实时性好。

linux,vxworks,wince均是可以用于嵌入式领域的操作系统,其功能跟PC上的windows xp之类的作用类似,均是为了方便管理硬件和软件而使用的。

而ARM,是一家公司的名称,也是一大类型微控制器/微处理器的统称(均是以ARM公司提供的CPU核为基础开发)。在ARM之外,还有MIPS,PowerPC等几种类型的CPU用在嵌入式领域,你可以把它们看作是PC平台的CPU,只是它们的使用领域不是桌面电脑而已,并集成了很多功能模块。

所以你的问题的回答:

1,有脱离ARM的,比如说在MIPS上开发做产品,也是属于嵌入式,嵌入式LINUX可以移植到MIPS上;WINCE和VXWORKS也是一样。为什么我们听说ARM会比较多,那是因为它的推广工作做得好,价格功耗有优势,国际上的知名的半导体大厂都有使用了ARM 内核的产品,所以可以说是百花齐放的一个程度。

2,嵌入式开发基本上使用C,也可以用C++但很少用。在涉及到底层(硬件)部分,有需要用到少量的汇编(当然汇编格式与所使用的CPU类型有关).

3,在这个问题里,ARM是一个CPU,一个产品除了CPU外,还有别的部件,比如说温度传感器,各种通讯接口,这些都是硬件的东西,是实实在在的芯片构成的。假如这个产品不复杂,但又用了ARM,一样可以不使用操作系统,直接用普通写法的程序去控制硬件(业内通俗说法叫:裸奔);但是当这个产品的功能很复杂,又用了以太网,又用了界面,又用了很多高级的硬件,比如说智能手机,那么它就需要一个嵌入式的操作系统去控制手机,这样对于手机来说,产品的开发速度会加快,而且维护也相对容易,改进时的修改工作量也较

少。你在市面上见到的大部分智能手机都是基于WINDOWS MOBILE系统的,当然NOKIA 的SYMBIAN也属于嵌入式操作系统,只是其是专用于手机,还有少部分的智能手机比如MOTO的部分智能手机就是用的嵌入式LINUX的系统。

所以,对于一个较复杂的产品,工程师是各司其职,有专门负责硬件电路部分的,有专门去修改操作系统的驱动的,有专门去编写上层的应用软件的,这样就有了嵌入式硬件工程师,嵌入式软件工程师之分了,很多中小公司很多工作都是一人做完的,所以分类就不是那么细了。

4,这个问题3中已经回答了一部分,跑上操作系统的,基本上都是你说的那样划分的,因为每一部分的工作都比较复杂,所以最好专人负责各自的部分,这样项目进度才能保证.

其实你问的这些,书上网上都有的,搜一搜就有了~~~~

风河强化VxWorks和Linux双操作系统平台战略

风河系统公司(Wind River Systems)在日前举办的第六届全国嵌入式系统学术交流会上特

别安排了Linux平台产品的演讲。无独有偶,风河公司8月份也在美国硅谷地区举办了一系列Linux技术的系列研讨会。通过参加这些研讨会,嵌入式软件开发人员可以深入了解,VxWorks和Linux分别具有什么特色,适用于哪些应用,以及各种选择的结果会为他们带来什么样的收益,同时他们又必须做出什么样的舍弃,同时也显示出风河公司的双操作系统平台为电子产品开发商提供更多的选择。

近年来,Linux在嵌入式软件领域十分活跃,为这个市场带来了新的机会。但是,Linux本身仅仅只是一个操作系统,虽然得到许多嵌入式软件开发人员的青睐,但是在开发工具、方面和软件工程规范等方面却存在明显不足,由于采用开放源代码而获得的成本降低常常被开发效率的降低而抵消。另一方面,VxWorks作为历经多年市场考验的主流嵌入式操作系统,在一些特定的应用领域仍然占据着不可替代的地位,而由此产生的开发工具、方法和流程则可帮助电子产品制造商更好地利用Linux及开放源代码技术。

市场调查研究表明,在电子产品制造商用于嵌入式软件开发的费用中,对各种嵌入式软件模块进行集成就占去了90%以上,而真正用来购买这些软件和服务的费用不到10%。随着Linux这类开放源代码软件的普及,取得软件部件的成本将会更低,而企业花在开发与集成方面的费用比例将会更高。

风河公司的VxWorks操作系统以及以此为基础的嵌入式开发平台在嵌入式软件开发领域长期居于领导地位,同时在系统集成方面也积累了丰富的经验。去年以来,风河公司开始与知

名的Linux厂商和相关的社团组织展开合作,把自己的传统优势用于支持Linux环境中的嵌入式软件开发。

风河公司中国首席代表韩青先生指出:“我们显然不会鼓励客户从VxWorks转向Linux,因为这对客户并不是适当的选择。但是,基于我们对嵌入式软件开发的经验,我们有足够的能力帮助那些希望利用Linux来开发自己产品的电子产品制造商。我们所举办的一系列研讨活动,旨在探讨如何实现传统In-House的RTOS向开放源代码平台的迁移,以及在此过程中设备软件开发者应该考虑的诸多决策性问题,包括成本控制、上市时间、硬件支持、性能优化以及知识产权等。我们同时还向开发人员提供传统嵌入式软件开发向Linux环境迁移时的产品、技术与支持,其中包括开发工具、嵌入式Linux平台以及开放源代码技术、培训和社区资源。更重要的是,我们将通过一系列的研讨活动把传统嵌入式软件开发方法推向DSO 的阶段。”

Yankee Group分析报告显示,设备软件生命周期的发展趋势正在走向集成化、构件化、可重用、标准化、开源以及开发技能的归一化,这就是DSO(Device Software Optimization)。由于广泛而深入地吸收了过去20多年整个软件产业的经验,DSO可以更好地保证设备软件的质量和开发效率。

风河系统公司是最早宣布全面提供DSO平台支持的厂商。面向电子设备市场,风河公司提供集成化的DSO解决方案,帮助电子设备制造厂商以更加简便、快速、低成本的方式开发可靠的电信设备和网络解决方案。Wind River Workbench 是业界第一也是唯一基于Eclipse 的开放式设备专用软件开发解决方案,在顶级的集成开发环境中起到关键性作用。更重要的是,Workbench集成开发环境同时支持基于VxWorks和流行的Linux操作系统的开发,可以在电子产品从设计、开发到售后服务整个过程中降低软件成本,从而提高企业的整体竞争力。

市场研究专家普遍认为,Linux在嵌入式软件领域的应用仍然处在十分年轻的阶段,开放源代码社区的生态环境比较有利于软件开发者个人的发展,但如何从电子产品制造商企业层面来提升软件开发效率、降低软件成本,仍然是其中最大的挑战。风河公司的一系列研讨活动表明,该公司正在将其多年积累的嵌入式软件开发技术、工具和经验推展到Linux环境中,把VxWorks和Linux双操作系统平台战略推向新的阶段。

Linux和WinCE/Windows的优缺点。

让我们逐条分析评价Linux和WinCE/Windows的优缺点。

1.支持多种硬件平台由于嵌入式设备硬件平台的多样性,CPU芯片的快速更新,嵌入式操作系统要求支持常用的嵌入式CPU,如X86, ARM, MIPS, POWERPC等,并具有良好的可移植性。另外还需要支持种类繁多的外部设备。Linux支持以上几乎所有的主流芯片,并且还在不断的被移植到新的芯片上。而在这方面,WinCE显然差得很远。

2.占有较少的硬件资源由于多数嵌入式系统具有成本敏感性,处理器速度较低,存储器空间较少,这要求嵌入式OS体积小,速度快。Linux体系结构比较灵活,易于裁减,可以小

到2M flash,4M RAM。而WinCE对资源的要求更高。

3.高可定制性由于不同的嵌入式应用对系统要求各不相同,这要求嵌入式OS具备高可定制性,能够根据需要方便的增加和减少各项功能模块。这一点对于嵌入式领域至关重要,而Linux由于图形系统不在内核中,且支持模块机制,内核可根据需要加入或去掉功能。其外围工具拥有众多选择,更由于可以自由修改源代码,具有极强的可定制性。而WinCE/Windows根本无法做到这一点。

4.具有实时处理能力实时应用分为硬实时和软实时两大类,嵌入式OS需要明确是否支持实时和支持哪一类实时应用,需要提供最坏情况响应时间为多长。Linux和WinCE/Windows 最初设计时都没有考虑实时应用,但众多的实时Linux项目已使Linux具备了硬实时和软实时处理能力,硬实时有RT-Linux和RTAI,而2.6中加入了可抢占核心,使得Linux具备了软实时处理能力,此外还有Timsys和Montavista等实时Linux实现。Linux自由开发模式的优点得到了充分的体现。Windows虽然也有第三方提供类似于RT-linux的实时功能,但由于微软未提供这方面的支持,也由于Windows可靠性不能满足要求,很少有人在实时领域使用Windows。但RT-linux已经在美国航天部门,印度军方等得到了广泛应用。还有Montavista,Timsys的实时Linux都有很多成功案例。

5.具备强大的网络功能现在,越来越多的嵌入式设备需要具备网络功能。这要求嵌入式OS 支持常用的网络协议和可靠的网络功能。Linux的网络功能经过几次改进,其效率,功能都很突出。且具有众多的网络工具,支持几乎所有常见的网络协议。这些使得Linux在网络设备中倍受青睐,很多防火墙,低端路由器等中使用的都是Linux。而未闻WinCE/windows 在这方面有什么应用。

6.高安全性和高可靠性嵌入式设备往往对安全性和可靠性要求很高,这要求作为基础软件的嵌入式OS具有高安全性和高可靠性。如骨干网的路由器,交换机等。Linux的可靠性是经过实践检验的,并进一步向高端发展,冲击Vxworks, Unix的市场。安全性方面Linux病毒极少,并拥有众多安全增强,有的安全增强Linux达到了B1级别(红旗RFSOS通过了国家GB17859第三级,等同于TCSEC B1级)。而Windows病毒众多,漏洞不断,虽然微软大力宣传其通过了CC标准EAL4级,但是需要说明的是,EAL4仅仅说明Windows在多大程度上满足了它的安全目标,显然更为重要的是这个目标是什么,事实上,它通过的是CAPP 的EAL4级,仍然相当于TCSEC C2级,Win2000的可靠性比起98等来说有了明显提高,但尚不足以向高端冲击,其安全性问题也会大大影响它的可靠性,这二者是紧密联系的,不能孤立讨论。

7.具有完善的嵌入式GUI和嵌入式浏览器面向用户的嵌入式终端设备如Smart Phone等,都要求嵌入式OS具有功能完善,控件丰富的嵌入式GUI,并支持功能强大的嵌入式浏览器。在这方面WinCE有完善的解决方案,Linux也有QT/Embedded等GUI,Opera等嵌入式浏览器,拥有众多的选择。

8.实现嵌入式日志文件系统,具备断电保护能力。这些功能Linux和Windows都能达到。

9.能够提供完善的开发工具集。Linux下的开发工具众多,但不如Windows开发工具易用。不过Windows的开发工具不是为嵌入式领域设计的,功能也不完善。

10.能够快速启动启动速度二者差不多,但很多嵌入式设备并不需要图形界面,且由于Linux 有源代码,在硬件固定的情况下可以加速启动,这时Linux就比WinCE/Windows启动快多了。

通过以上分析,可以很清楚地看到,总体比较而言,在嵌入式领域Linux比WinCE/Windows 具有明显优势。正因为如此,嵌入式Linux比WinCE/Windows应用领域要广泛的多。WinCE 的优势在于PC衍生产品,如Pocket PC,高端PDA等。但在其他众多的嵌入式领域中,

WinCE就并不适合了。在嵌入式领域,Linux与WinCE/windows均为后发,Windows不拥有在PC领域的垄断优势,二者公平竞争,这时更能清楚地看出他们的实用性差别和发展潜力。嵌入式给了Linux一个自由广阔的天地,充分体现出了Open Source的巨大优势,我们有理由相信:未来是Open的世界!

三种通用嵌入式操作系统的分析与比较

本文介绍了三种通用的嵌入式操作系统VxWorks、Windows CE、Linux以及它们的各自的特点,并通过比较他们的优缺点分析他们各自适应的领域

1嵌入式操作系统

嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成,用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。作为嵌入式系统的重要组成部分,嵌入式操作系统EOS (Embedded Operating System)是随着嵌入式系统的发展而出现的,是嵌入式系统发展到一定阶段的产物。嵌入式操作系统的出现,大大提高了嵌入式系统的开发效率,同时也促进了嵌入式的发展。

嵌入式操作系统并不是简单嵌入的操作系统,它除了具有通用操作系统的基本特点外,在小巧、实时性、可装卸、可固化代码、强稳定性、弱交互性、具备统一接口等方面有突出的特点。2三种典型EOS分析

作为在嵌入式操作系统市场通用的三种系统,Linux 、VxWorks 、Windows CE在实时性、内核大小、调度算法、通信能力和开发环境等方面都有自己的特点,下面就对这几种系统的特点做一分析。

2.1 VxWorks

VxWorks 操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操

作系统,依据其良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境,在嵌入式实时操作系统领域占据一席之地。它以其良好的可靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中,如卫星通讯、军事演习、弹道制导、飞机导航等。应用实例包括美国的F-16、FA-18战斗机、B-2 隐形轰炸机、火星探测器、爱国者导弹等。

VxWorks的特点有:

1)高实时性实时性是指能够在限定时间内执行完规定的功能并对外部的异步事件作出响应的能力。实时性的强弱是以完成规定功能和作出响应时间的长短来衡量的。

VxWorks 的实时性做得非常好,其系统本身的开销很小,进程调度、进程间通信、中断处理等系统公用程序精练而有效,它们造成的延迟很短。VxWorks 的任务调度策略以可抢占式调度(Preemptive Priority Scheduling)为基础,辅以时间轮转调度算法(Round-Robin Scheduling)机制。这一调度算法使得VxWorks 能够及时响应高优先级的任务。而同级任务间则可选择时间片轮转法使多个同优先级的任务并发执行。

2)可裁剪性VxWorks的可裁剪性,可以使开发者根据自己应用程序的需要来选择操作系统中部件,用户没用到的功能模块都可以去掉。

VxWorks 由一个体积很小的内核及一些可以根据需要进行定制的系统模块组成。VxWorks 内核最小为8kB,即便加上其它必要模块,所占用的空间也很小,且不失其实时、多任务的系统特征。由于它的高度灵活性,用户可以很容易地对这一操作系统进行定制或作适当开发,来满足自己的实际应用需要。

3)友好的开发调试环境

VxWorks的开发环境Tornado是一个友好的开发环境,它可以运行在多种主机上,包括Sun、HP、Dec、Mips等,主机的操作系统则支持Unix、Windows NT等。系统使用的流行图形界面方便使用者较快地理解和掌握。VxWorks支持应用程序的动态链接和动态

下载,使开发者省去了每次调试都将应用程序与操作系统内核进行链接和下载的步骤,缩短了编辑调试的周期。而VxWorks具有的可视化图形界面的调试工具,也很大程度地方便了开发者的调试工作。

2.3 Linux

Linux 是Unix操作系统的克隆,可以免费使用,遵循GPL声明,可以自由修改和传播,是一个自由的操作系统。Linux起源于芬兰一个名为Linus Torvalds的业余爱好,但是现在已经是最为流行的一款开放源代码的操作系统。从1991年问世到现在,Linux已发展成为一个功能强大、设计完善的操作系统,不仅能够运行于PC平台,还在嵌入式系统方面大放光芒,这与Linux具有的良好特性是分不开的。简单的说,嵌入式Linux操作系统具有以下主要特性:

1)内核可裁剪,多任务支持、多用户支持,性能高、稳定性好。

2)开放的源代码,丰富的软件资源,广泛软件开发者的支持,价格低廉。

3)良好的可移植性。可移植性是指将操作系统从一个平台转移到另一个平台使它仍然能按其自身的方式运行的能力。Linux是一种可移植的操作系统,为运行Linux的不同计算机平台与其他任何机器进行准确有效的通信提供了手段,不需要另外增加特殊的通信接口。

4)可以运行在许多硬件平台上。目前Linux已经可以在数十种32位和64位芯片中运行,他们包括Intel X86、Intel XScale、ARM、PowerPC、MIPS、ALPHA、SPARC等。而且能支持对称多处理器(SMP)的机器。

5)不仅可以运行许多自由发布的应用软件,还可以运行许多商品化的应用软件。目前有越来越多的应用程序厂商支持Linux,而且通过各种仿真软件,Linux系统还可以运行许多其他操作系统的应用软件,如Windows等。

6)可靠的系统安全。Linux采取了许多安全技术措施,包括对读、写进行权限控制、带保护的子系统、审计跟踪、核心授权等,这为网络多用户环境中的用户提供了必要的安全保障。

7)强大的网络功能。Linux诞生、成长于网络,自身的网络功能相当强大,具有内置的TCP/IP协议栈,可以提供FTP、PPP、Telnet、WWW等服务;同时还可以通过应用程序向其他系统提供服务,例如向其他Windows用户提供类似于网络邻居的Samba文件服务。

8)常用嵌入式芯片的驱动集,支持大量的周边硬件设备,驱动丰富。

9)针对嵌入式的存储方案,提供实时版本如RT Linux和完善的嵌入式解决方案。完善的中文支持,强大的技术支持,完整的文档。3三种嵌入式操作系统的比较Linux与嵌入式VxWorks的比较

VxWorks作为嵌入式实时操作系统,其在通信、国防和工业上的应用有着很大的优势,但是其昂贵的费用也一定程度上使用户望而却步。我们从下面六个方面对Linux和VxWorks进行比较。

1)实时性

VxWorks实时性在三种操作系统中是最强的,Linux的实时性需要改进,可用RT-Linux 及RTAI等模块弥补。

2)内核大小VxWorks内核最小为8kB,即便加上其它必要模块,所占用的空间也很小,Linux核心从几十KB到500KB。整个嵌入式环境最小才100KB左右,并且以后还将越来越小。

1)购买费用Linux是免费的,可以从网上下载内核,而VxWorks必须购买,且价格不菲。

2)技术支持

Linux有全世界的自由软件开发者提供支持,而VxWorks由开发商一家提供有限的技术支持。

5)应用软件移植

Linux比较容易,代码开放,有许多应用软件支持,而VxWorks因为许多是封闭系统,所以应用软件移植方面较差。

6)应用领域

由于Linux内核结构及功能等原因,嵌入式Linux 应用领域非常广泛,特别适于进行信息家电的开发,VxWorks作为嵌入式实时操作系统,其在通信、国防和工业上的应用有着很大的优势。

Linux与嵌入式Wince的比较Linux与Wince在实际的嵌入式系统应用上有各自的优势,下面从九个方面对它们进行比较:

1)开源方面

Linux是开放源代码的,不在存黑箱技术,遍布全球的众多Linux爱好者都是Linux开发者的强大技术支持者,Linux的源代码随处可得,注释丰富,文档齐全,易于解决各种问题;而Windows CE是非开放性OS,使第三方很难实现产品定制。

2)内核大小

Linux的内核小、效率高;而Windows CE在这方面是笨拙的,占用过多的RAM,应用程序庞大。

3)费用方面

Linux是开放源代码的OS,在价格上极具竞争力,适合中国国情。Windows CE的版权费用是厂家不得不考虑的因素。

4)支持平台

Linux不仅支持x86芯片,还是一个跨平台的系统。到目前为止,它可以支持20~30种CPU。

5)网络功能

Linux内核的结构在网络方面是非常完整的,它提供了对包括十兆位、百兆位及千兆位的以太网络,还有无线网络、Token ring(令牌环)和光纤甚至卫星的支持。

6)可裁剪性

Linux在内核结构的设计中考虑适应系统的可裁减性的要求,Windows CE在内核结构的设计中并未考虑适应系统的高度可裁减性的要求。

1)开发难度Linux开发难度较高,需要很高的技术实力。

2)调试工具Linux调试工具不全,调试不太方便,尚没有很好的用户图形界面。

3)占用内存

嵌入式Linux占用较大的内存,当然,人们可以去掉部分无用的功能来减小使用的内存,但是如果不仔细,将引起新的问题。4 结论

随着嵌入式系统应用的持续升温,嵌入式操作系统得到了蓬勃发展,Linux、Wince、VxWorks 这三种嵌入式操作系统也凭借着自身的特点,不同的用途在嵌入式市场上各显神通。在中国,嵌入式操作系统可分为两大类型:一类是自主版权的操作系统,如“女娲Hopen”、桑夏2000、DeltaOS操作系统等,另一类是基于Linux的操作系统。近年来,嵌入式Linux在中国发展很快,其中,中软Linux、红旗Linux、东方Linux是业界的代表。如今嵌入式操作系统尚未形成统一的国际标准,而Linux凭借着源代码的开放性,众多的技术支持,低廉的价格等一系列特征为我们开发国产的嵌入式操作系统提供了方便,因此,我国本土的操作系统也有机会在这个未成熟的市场上与国外抗衡,占领越来越多的市场份额。

本文创新点:本文研究的是基于世界目前上三种通用的嵌入式操作系统,关于它们各自的特点以及应用的场合在国内国外的研究已经非常成熟,但是将三种系统进行比较从而使人更好地对嵌入式操作系统的选择有个清晰的了解则很少人对此进行研究,本文正是基于这点不足而进行的。

参考文献:

[1]罗国庆等.VxWorks与嵌入式软件开发.北京,机械工业出版社,2003.9:15-17

[2]滕艳平.嵌入式Linux操作系统实时性的研究与实现.微计算机信息,2007,8-2:22-24

[3]马忠梅,李善平,康慨,叶楠.ARM & Linux嵌入式系统教程.北京,北京航空航天大学出版社,2004,9:55-58

[4]熊江.三种嵌入式操作系统的分析与比较.单片机与嵌入式系统应用,2003-05:10-60

[5]汪兵,李存斌,陈鹏.EVC高级编程及其应用开发.北京,中国水利水电出版社,2005.8:1-6

Linux 与Vxworks的区别

vxWorks

Linux

内核结构

微内核,

内核只提供

了基本的服

宏内核,

除了基本的

服务,内核

还包括文件

务,如:任务管理,内存管理,中断处理等系统,网络协议等

运行模式应用程序运

行在“实模

式”下,无

用户模式和

内核模式之

采用“保护

模式”,用

户进程、线

程运行在用

户模式下,

内核线程运

行于内核模

内存访问和内存保护内核采用实

存储管理方

式,所有任

务运行于同

一物理地址

空间,用户

程序直接操

作物理地

址,不能直

接地提供内

存保护,不

能防止错误

蔓延

内核采用虚

拟存储管理

方式,用户

具有独立的

地址空间

,用户进程

只能访问本

进程的虚拟

空间,提供

了内存保

护,可以防

止错误蔓延

执行

单元

任务

进程、线程

请求内核

服务方式函数调用,

更快

系统调用

,更安全

性硬实时软实时

https://www.sodocs.net/doc/9311833857.html,/view/1027685.htm?fr=ala0_1

宏内核与为内核的区别

宏内核的内部可被分为若干模块(或者是层次或其他)。但是在运行时,它是一个独立的二进制大映像。模块间的通信不是通过消息传递,而是通过直接调用其他模块中的函数来实现的。

关于微内核的概念见:https://www.sodocs.net/doc/9311833857.html,/data/html/2009-1-16/75785.html

在微内核中,用以完成系统调用功能的程序模块通常只进行简短的处理,而把其余工作通过消息传递交给内核之外的进程来处理。在典型情况下,每个系统调用程序模块都有一个与之对应的进程,微内核部分经常只不过是一个消息转发站,这种方式有助于实现模块间的隔离。这种内核设计的最根本思想就是要保持操作系统的内核尽可能小,因为内核是直接与计算机硬件相关的,内核越小,就越便于在不同的硬件系统间进行移植。微内核结构的另外一个优点是,可以使不需要的模块不加载到内存中,因此,微内核

就可以更有效地利用内存。

https://www.sodocs.net/doc/9311833857.html,/content-detail/155701.html

设备驱动部分的比较和分析

由于Linux操作系统和Linux引导装载器在结构上的分离,使得它俩之间的设备驱动程序不能够通用,当然在芯片的硬件初始化一些硬件相关的代码上可以互相借鉴。而VxWorks的BOOTROM和运行版本的设备驱动是相同的,因为,它的运行版本和BOOTROM的结构是一致的,使用同一操作系统内核。Linux 操作系统的设备驱动运行在内核空间,用户进程运行在用户空间。在Linux操作系统中,内核空间和用户空间的内存管理和映射方式是不同的,应用和设备驱动在数据交换时会涉及到不同的内存空间,会影响到一定效率,但这个问题可以通过修改系统内存空间配置等方法来解决。VxWorks操作系统没有分开内核

空间和用户空间,设备驱动和应用都运行于同一空间,相互之间的内存都可以访问,数据交换非常方便,但是,这种结构的稳定性就不如Linux系统好了。两种操作系统都提供了很多设备驱动的资源和模板。但是由于Linux的开源特性,它提供的设备驱动的种类和数量远远超过了VxWorks.

4 结论

本文简单介绍了Linux和VxWorks操作系统的BSP开发的内容。通过比较发现,VxWorks作为专业的商用实时操作系统,提供BSP开发方式,开发资源都非常适宜于嵌入式应用。而Linux作为从通用操作系统发展而来的,在嵌入式应用的BSP开发方面,需要多做一些工作,但是它却有更丰富的资源。

三种常用的嵌入式操作系统分析与比较

三种常用的嵌入式操作系统分析与比较 摘要:提要三种常用的嵌入式操作系统——Palm OS、Windows CE、Linux;在此基础上、分析、比较这三种嵌入式操作系统,给出它们之间的异同点及各自的适用范围。 1 嵌入式系统与嵌入式操作系统 1.1 嵌入式系统 嵌入式系统是以嵌入式计算机为技术核心,面向用户、面向产品、面向应用,软硬件可裁减的,适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性能有严格要求的专用计算机系统。 嵌入式系统应具有的特点是:高可靠性;在恶劣的环境或突然断电的情况下,系统仍然能够正常工作;许多嵌入式应用要求实时性,这就要求嵌入式操作系统具有实时处理能力;嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起,它的升级换代也是具体产品同步进行;嵌入式系统中的软件代码要求高质量、高可靠性,一般都固化在只读存储器中或闪存中,也就是说软件要求固态化存储,而不是存储在磁盘等载体中。 1.2 嵌入式操作系统 嵌入式操作系统EOS (Embedded Operating System)是一种用途广泛的系统软件,过去它主要应用于工业控制和国防系统领域。EOS负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配、调度作,控制、协调并发活动;它必须体现其所在系统的特征,能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。目前,已推出一些应用比较成功的EOS产品系列。随着Internet技术的发展、信息家电的普及应用及EOS的微型化和专业化,EOS开始从单一的弱功能向高专业化的强功能方向发展。嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。EOS是相对于一般操作系统而方的,它除具备了一般操作系统最基本的功能,如任务调度、同步机制、中断处理、文件处理等外,还有以下特点: ①可装卸性。开放性、可伸缩性的体系结构。 ②强实时性。EOS实时性一般较强,可用于各种设备控制当中。 ③统一的接口。提供各种设备驱动接口。

浅谈操作系统(操作系统论文)

浅谈操作系统 摘要 随着科学技术的不断发展与创新,计算机得到了广泛的普及和应用,同时计算机的操作系统也在不断的发展和完善当中。21世纪是信息的时代,最重要的体现就是计算机技术的广泛应用及发展,操作系统作为计算机系统的基础是管理计算机软硬件资源、控制程序运行、改善人机界面和为应用软件提供支持的一种系统,本文主要是通过对操作系统及其发展情况来进行分析,了解计算机操作系统发展的基本情况,阐述未来操作系统的发展趋势,从而促进计算机技术的不断的进步。 关键词:计算机;操作系统;发展; 一、计算机操作系统的发展史 操作系统是管理计算机硬件资源,控制其他程序运行并为用户提供交互操作界面的系统软件的集合。操作系统是计算机系统的关键组成部分,负责管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本任务。操作系统所处位置作系统是用户和计算机的接口,同时也是计算机硬件和其他软件的接口。 原始的操作系统主要是从批次模式开始,然后逐渐的发展到分时机制的模式,后来由于多处理器时代的到来,整个操作系统也逐渐有多处理器的协调功能,继而出现了分布式的系统。操作系统主要发展可分为四个阶段:纯手工操作阶段、批次处理阶段、多道程序系统阶

段及现代操作系统阶段。整个系统的发展主要面临着技术上的难题,主要体现的是计算机硬件技术的发展限制了软件的发展和操作系统的不稳定性。 二、计算机中常用的操作系统 计算机操作系统作为计算机系统的基础是管理电脑软硬件系统的程序。计算机系统的种类多,经常是通过应用领域来划分的,其中应用程序主要是包括桌面、服务器、主机以及嵌入几个应用领域的操作系统。常用的操作系统分类如下。 1.Windows系统 Windows系统作为计算机内较为常见的操作系统,在人们的日常生活和学习中都应用的较为普遍,Windows系统作为现代最为流行的操作系统,其在技术方面也是非常成熟的。目前最新版本的Windows 操作系统为Windows10。 2.UNIX系统 UNIX系统有自身较为统一的实施标准和认证规范,并且利用该规范,还可以对UNXI系统进行程序的移植,并且促进了UNIX的发展及应用程序的开发,UNXI已经开始作为大型机器、网络服务器及工作中的主流操作系统,并且其自身的发展还在一定的程度上推动了Linux等开源UNIX类操作系统的发展。 3.Linux系统 Linux系统是在UNIX的基础上进行发展的,其开源模式的软件环境极其价值越来越受到社会,并且其软件的运行环境及其价值越来

嵌入式操作系统简介以及发展史

嵌入式操作系统简介以及发展史 导语:嵌入式操作系统离我们生活并不远,甚至我们生活中处处都可见,比如各种路由器,机顶盒,洗衣机,空调,手机等。嵌入式操作系统的定义: 嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁减,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用操作系统。嵌入式系统的发展:嵌入式操作系统并不是一个新生的事物,从20世纪80年代起,国际上就有了一些IT组织,公司开始进行商用嵌入式系统和专用操作系统的研发,这期间涌现了一些著名的嵌入式操作系统:windows CEVxWorkspSOSQNXPalm OSOS-9LynxOS目前,有很多商用嵌入式操作系统都在努力的为自己争取嵌入式市场的份额。但是,这些专用操作系统均属于商业化产品,价格昂贵,而且,他们的源码不公开,使得各自的嵌入式系统上的应用软件不能互相兼容。这导致了商业嵌入式系统对支持各种设备存在了很大的问题,使软件移植变得相当困难,但是,在这个时候,我们伟大的linux操作系统横空出世, 由于linux自身诸多的优点以及优势,吸引了许多开发商的 目光,使得linux成为了嵌入式操作系统的新宠。嵌入式操 作系统发展的四个阶段:第一阶段:无操作系统的嵌入式算法阶段,以单芯片为核心的可编程控制器的系统,具有监测,

伺服,指示设备相配合的功能。应用在一些专业性极强的工业控制系统,使用古老的汇编语言进行系统的直接控制。第二阶段:以嵌入式CPU为基础,简单操作系统为核心的嵌入式操作系统,CPU种类繁多,通用性差,系统开销小,效率高,一般配备系统仿真器,操作系统有一定的兼容性,软件较为专业,用户界面不够友好,系统主要用来监测系统和应用程序运行。 第三阶段:通用的嵌入式实时操作系统阶段,以嵌入式操作系统为核心的嵌入式系统,能运行于各种微处理器上,兼容性好,内核小,效率高,具有高度的模块化和扩展化,有文件管理和目录管理,设备支持,多任务,网络支持,图形窗口以及用户界面等功能,具有大量的应用程序接口(API),软件非常丰富,代表就是linux。 第四阶段:以Internet为标志的嵌入式操作系统,这是一个正在迅速发展的阶段,现在非常多的嵌入式操作系统已经有了接入Internet的能力。通过一个综合网关。 常见的嵌入式操作系统:uC/OS-Ⅱ:uC/OS-Ⅱ是一个公开源码,结构小巧,实时内核的实时操作系统。是一种基于优先级的可抢占式的硬实时内核,其内核提供任务管理与调度,时间管理,任务同步和通信,内存管理,中断服务等功能。其内核最小可以编译至2KB左右。-RTLinux:RTLinux是一个源代码开放的具有硬实时特性的多任务操作系统,他是通

嵌入式系统期末考试题库及答案

嵌入式系统期末考试题库及答案 《嵌入式系统》试题库 《嵌入式系统》试题库 一、填空题 1、嵌入式系统的基本定义为:以应用中心,以计算机技术为基础,软件硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 2、从模块结构来看,嵌入式系统由三大部分组成,分别是:硬件、软件和开发平台。 3、从层次角度来看,嵌入式系统由四大部分组成,分别是:应用软件层、操作系统层、板级支持包(或硬件抽象层)和硬件层。 4、嵌入式产品的主要度量指标包括:上市时间、设计成本和产品质量。 5、嵌入式系统的设计过程包括:需求分析、规格说明、体系结构设计、构件设计、系统集成和系统测试。 6、需求分析包括:功能性需求分析和非功能性需求分析。 7、确定输入信号是数字信号还是模拟信号属于功能性需求。 8、确定系统的物理尺寸和重量属于非功能性需求。 9、在嵌入式系统的设计过程中,其中规格说明解决“做什么”。 10、在嵌入式系统的设计过程中,其中体系结构设计解决“如何做”。 11、在嵌入式系统的设计过程中,软硬件划分应该在体系结构设计阶段完成。12、在嵌入式系统的设计过程中,处理器的选择应该在体系结构设计阶段完成。13、在嵌入式系统的设计过程中,嵌入式操作系统的选择应该在体系结构设计阶段完成。14、在嵌入式系统的设计过程中,完成原理图设计应在构件设计阶段完成。15、在嵌入式系统的设计过程中,完成版图设计应在构件设计阶段完成。16、在嵌入式系统的设计过程中,完成软件设计应在构件设计阶段完成。 17、反映嵌入式系统设计人员的水平能力主要在于总体设计(需

求分析、规格说明和体系结构设计)和系统调试。 18、设计流程指的是设计过程中所经历的过程步骤。 19、设计重用技术主要分为基于IP 核的模块级重用和基于平台的系统级重用。20、软硬件协同设计由系统描述、软硬件划分、软硬件协同综合以及软硬件协同模拟与验证几个阶段组成。 21、嵌入式处理器的分类包括三种,分别是:嵌入式微处理器、微控制器(或单片机)和 第1 页共44 页 1 《嵌入式系统》试题库 数字信号处理器(DSP)。 22、列举常见的ARM 系列处理器:ARM7 系列、ARM9 系列、ARM11 系列、Cortex-M 系列、Cortex-R 系列、Cortex-A 系列等。 23、ARM 系列微处理器支持的数据类型有:字节、半字和字等三种类型。24、ARM 系列微处理器支持的字数据存储格式有:大端格式和小端格式。25、ARM 系列处理器通过执行BX 或者BLX 指令来实现工作状态的切换。26、列举常见的存储器类型:SRAM、DRAM、Flash、EEPROM 等。27、对于RAM 存储器主要有两种,分别是:SRAM 和DRAM。 28、在时钟信号边沿到来之前的一段时间内,数据信号必须保持稳定,这段时间称为器件的建立时间;在时钟信号边沿到来之后的一段时间内,数据信号必须保持稳定,这段时间称为器件的保持时间。 29、总线是在多于两个模块(设备、子系统)之间传送信息的公共通路。30、总线的功能是信息共享和交换。 31、总线由传输信息的物理介质和管理信息传输的协议组成。 32、挂接在总线上的设备依据启动总线事务的能力可以分为主设备和从设备。33、总线协议依据同步方式可分为同步时序协议和异步时序协议。34、总线仲裁方式可分为集中式仲裁和分布式仲裁。

常见的嵌入式操作系统

常见的嵌入式操作系统 分类:嵌入式操作系统2012-12-11 10:06 459人阅读评论(1) 收藏举报嵌入式操作系统 嵌入式操作系统与通用的操作相比较主要特点在于: 1.小内核,稳定可靠。 2.需要可装卸、可裁剪,以便能灵活应对各种不同的硬件平台。 3.面向应用,强实时性,可用于各种设备控制当中。 国际上常见的嵌入式操作系统大约有40种左,右如:Linux、uClinux、WinCE、PalmOS、Symbian、eCos、uCOS-II、VxWorks、pSOS、Nucleus、ThreadX 、Rtems 、QNX、INTEGRITY、OSE、C Executive 。他们基本可以分为两类,一类是面向控制、通信等领域的实时操作系统,如windriver公司的vxworks、isi的psos、qnx系统软件公司的qnx、ati的nucleus等;另一类是面向消费电子产品的非实时操作系统,这类产品包括个人数字助理(pda)、移动电话、机顶盒、电子书、webphone等,系统有Microsoft的WinCE,3Com 的Palm,以及Symbian和Google的Android等。 一、VxWorks VxWorks操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统(RTOS),是T ornado嵌入式开发环境的关键组成部分。良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境,在嵌人式实时操作系统领域逐渐占据一席之地。VxWorks具有可裁剪微内核结构;高效的任务管理;灵活的任务间通讯;微秒级的中断处理;支持POSIX 1003.1b实时扩展标准;支持多种物理介质及标准的、完整的TCP/IP网络协议等。 然而其价格昂贵。由于操作系统本身以及开发环境都是专有的,价格一般都比较高,通常需花费10万元人民币以上才能建起一个可用的开发环境,对每一个应用一般还要另外收取版税。一般不通供源代码,只提供二进制代码。由于它们都是专用操作系统,需要专门的技术人员掌握开发技术和维护,所以软件的开发和维护成本都非常高。支持的硬件数量有限。 二、Windows CE Windows CE与Windows系列有较好的兼容性,无疑是Windows CE推广的一大优势。其中WinCE3.0是一种针对小容量、移动式、智能化、32位、了解设备的模块化实时嵌人式操

基于Linux嵌入式操作系统的研究

基于Linux 嵌入式操作系统的研究 李红卫1,潘瑜1,王树亮2,薛小锋1 (1.江苏技术师范学院计算机科学与工程学院,江苏常州213001; 2.江苏技术师范学院图书馆,江苏常州213001) 摘要:从Linux内核实时性、实时调度策略以及时钟细粒度定时器三个方面,对Linux嵌入式实时化技术进行了探讨。在内核中插入抢占点或采用双内核系统,改善Linux的实时性能;通过动态优先级提高实时任务的调度性能;通过增加时钟中断频率或采用实时时钟一次性模式,实现时钟细粒度。 关键词:Linux;嵌入式系统;实时性;进程调度 中图分类号:TP316.2文献标识码:A 0引言 嵌入式系统是集软硬件于一体可独立工作的计算机系统,它通常是更大系统中一个完整的部分[1]。 在早期的嵌入式系统设计中一般不包含操作系统,但当系统越来越复杂、应用范围越来越广泛时,没有操作系统已成为系统开发的最大障碍;因此,在嵌入式系统的发展中,出现了各种各样的商用嵌入式操作系统。嵌入式操作系统的出现改变了以往嵌入式软件设计只能针对具体的应用从头做起,使嵌入式系统的开发方法更具科学性;同时,采用嵌入式操作系统提高了系统的开发效率,减少了开发的工作量,增强了软件的可移植性。操作系统成为嵌入式系统的核心,是一个时代的特征,也是嵌入式系统从简单的单片机、微处理器走向愈来愈复杂的嵌入式SOC和CPU的自然体现[2]。开源Linux操作系统的出现,给嵌入式操作系统的发展带来生机,将Linux应用于嵌入式系统开发环境中已十分广泛;但就目前而言,嵌入式Linux的研究成果与市场的真正需求仍有一段差距,还需要在嵌入式Linux系统的实时性、进程调度等方面对其进行不断的改进和完善。 1改造Linux为嵌入式操作系统的分析 实时系统最重要的特征是实时性,实时性是指系统对外部事件的响应和处理要在一个给定的时间内 完成,即计算必须在到达死线(deadline)前完成[1]。根据丢失死线的容忍程度可将实时系统分为硬实时系 统和软实时系统:硬实时系统必须保证任务在到达死线之前完成,丢失死线将会引发灾难;软实时系统能保证任务在死线之前完成,但死线的丢失并不会带来致命的错误。 在大多数嵌入式系统应用中往往要求系统具有实时性。虽然Linux是一个分时操作系统,但其符合POSIX1003.1b关于实时扩展部分的标准,尤其Linux2.6的推出给嵌入式系统以及实时系统的应用带来生机。将Linux改造为嵌入式实时操作系统具有(1)Linux功能强大、(2)开放源码、(3)支持多种硬件平台、(4) 收稿日期:2006-02-21;修回日期:2006-04-03 基金项目:江苏技术师范学院科研基金资助项目(KYY04001) 作者简介:李红卫(1966-),男,山西阳城人,江苏技术师范学院计算机科学与工程学院副教授。 JOURNALOFJIANGSUTEACHERSUNIVERSITYOFTECHNOLOGY江苏技术师范学院学报 Apr.,Vol.12,No.22006 2006年4月第12卷第2期

浅谈我对计算机操作系统的认识

浅谈我对计算机操作系统的认识 朱雪松 L11214018 信息管理与信息系统 计算机的发展将趋向超高速、超小型、并行处理和智能化。自从1944年世界上第一台电子计算机诞生以来,计算机技术迅猛发展,传统计算机的性能受到挑战,开始从基本原理上寻找计算机发展的突破口,新型计算机的研发应运而生。未来量子、光子和分子计算机将具有感知、思考、判断、学习以及一定的自然语言能力,使计算机进人人工智能时代。这种新型计算机将推动新一轮计算技术革命,对人类社会的发展产生深远的影响。 一.什么是操作系统 操作系统(英语:Operating System,简称OS)是一管理电脑硬件与电脑软件资源的程序,同时也是计算机系统的核心与基石。操作系统身负诸如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网上与管理文件系统等基本事务。操作系统也提供一个让用户与系统交互的操作接口。 操作系统的型态非常多样,不同机器安装的操作系统可从简单到复杂,可从手机的嵌入式系统到超级电脑的大型操作系统。许多操作系统制造者对它涵盖范畴的定义也不尽一致,例如有些操作系统集成了图形化用户界面,而有些仅使用文字接口,而将图形接口视为一种非必要的应用程序. 二.操作系统的历史 (一)无操作系统的计算机系统 1.人工操作方式 从第一台计算机诞生(1945年)到20世纪50年代中期的计算机,属于第一代计算机,这一时期的计算机操作采用人工操作的方式直接使用计算机硬件系统,这种方式的主要特征是用户独占主机,CPU等待人工操作。可见这种方式严重降低了计算机资源的利用率,造成了人机矛盾。 2.脱机输入/输出方式 为了解决人机矛盾及CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾,20世纪50年代末出现了这种技术。该技术是事先将装有用户程序和数据的纸带装入纸带输入机,在一台外围机的控制下,把纸带上的数据输入磁带上。当CPU需要这些程序和数据时,再从磁带上将其高速的调入内存。 (二)单道批处理系统和多道批处理系统 1.单道批处理系统的处理过程及特征 上个世纪50年代中期发明了晶体管,为了充分利用晶体管,减少空闲时间,于是就出现了单道批处理,其自动处理过程是:首先,由监督程序将磁带上的第一个作业装入内存,并把运行控制权交给该作业。当该作业处理完时,把控制权还给监督程序,再由监督程序把磁盘上的第二个作业调入内存。其主要特征为自动,顺序,单道。其主要矛盾为主机和外设的矛盾。

嵌入式操作系统的发展现状

嵌入式操作系统的发展现状 【摘要】嵌入式操作系统是一种用途广泛的系统软件,负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配和调度工作,它必须体现其所在系统的特征,能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。随着Internet技术的发展、信息家电的普及应用及嵌入式操作系统的微型化和专业化,嵌入式操作系统开始从单一的弱功能向高专业化的强功能方向发展。 【关键词】嵌入式操作系统;嵌入式系统 1.引言 嵌入式操作系统EOS(Embedded Oper-ating System)是一种用途广泛的系统软件,它与嵌入式系统密不可分。嵌入式系统主要由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成,它是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”。 嵌入式技术的发展,大致经历了四个阶段:第一阶段是以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统,同时具有与监测、伺服、指示设备相配合的功能。第二阶段是以嵌入式CPU为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统。第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。第四阶段是以基于Internet为标志的嵌入式系统,这是一个正在迅速发展的阶段。嵌入式系统的发展对嵌入式操作系统提出了更高的要求。因此,对嵌入式操作系统的结构、设计、用户界面等诸多方面进行深入研究,将有助于嵌入式系统的应用和发展。 2.嵌入式操作系统的发展状况 国外嵌入式操作系统已经从简单走向成熟,主要有Vxwork、QNX、Palm OS、Windows CE等。国内的嵌入式操作系统研究开发有2种类型,一类是基于国外操作系统二次开发完成的,如海信的基于Windows CE的机顶盒系统;另一类是中国自主开发的嵌入式操作系统,如凯思集团公司自主研制开发的嵌入式操作系统Hopen OS(“女娲计划”)等。 Windows CE内核较小,能作为一种嵌入式操作系统应用到工业控制等领域。其优点在于便携性、提供对微处理器的选择以及非强行的电源管理功能。内置的标准通信能力使Windows CE能够访问Internet并收发E-mail或浏览Web。除此之外,Windows CE特有的与Windows类似的用户界面使最终用户易于使用。Windows CE的缺点是速度慢、效率低、价格偏高、开发应用程序相对较难。 3Com公司的Palm OS在掌上电脑和PDA市场上独占其霸主地位,它有开放的操作系统应用程序接口(API),开发商可根据需要自行开发所需的应用程序。 QNX是由加拿大QSSL公司开发的分布式实时操作系统,它由微内核和一

嵌入式系统期末考试试卷 习题

1.下面哪一种工作模式不属于ARM特权模式(A)。 A.用户模式B.系统模式C.软中断模式D.FIQ模式 2.ARM7TDMI的工作状态包括( D )。 A.测试状态和运行状态B.挂起状态和就绪状态 C.就绪状态和运行状态D.ARM状态和Thumb状态 3.下面哪个Linux操作系统是嵌入式操作系统( B )。 A.Red-hat Linux B.uclinux C.Ubuntu Linux D.SUSE Linux 4.使用Host-Target联合开发嵌入式应用,( B )不是必须的。 A.宿主机B.银河麒麟操作系统 C.目标机D.交叉编译器 5.下面哪个不属于Linux下的一个进程在内存里的三部分的数据之一(A)。 A.寄存器段B.代码段 C.堆栈段D.数据段 选择题(共5小题,每题2分,共10分) 1.下面哪个系统属于嵌入式系统( D )。 A.“天河一号”计算机系统B.IBMX200笔记本电脑 C.联想S10上网本D.Iphone手机 2.在Makefile中的命令必须要以(A)键开始。 A.Tab键B.#号键 C.空格键D.&键 3.Linux支持多种文件系统,下面哪种不属于Linux的文件系统格式( B )。 A.Ext B.FA T32 C.NFS D.Ext3 4.下面哪种不属于VI三种工作模式之一( D )。 A.命令行模式B.插入模式 C.底行模式D.工作模式 5.下面哪一项不属于Linux内核的配置系统的三个组成部分之一( C )。 A.Makefile B.配置文件(config.in) C.make menuconfig D.配置工具 1.人们生活中常用的嵌入式设备有哪些?列举4个以上(1) 手机,(2) 机顶盒,(3) MP3,(4) GPS。(交换机、打印机、投影仪、无线路由器、车载媒体、PDA、GPS、智能家电等等。) 2.ARM9处理器使用了五级流水线,五级流水具体指哪五级:(5) 取指,(6) 译码,(7) 执行,(8) 缓冲/数据,(9) 回写。 3.在Makefile中的命令必须要以(10) Tab 键开始。 4.Linux支持多种文件系统,主要包括哪些(写出其中4中就行)(11) Ext,(12) VFA T,(13) JFS,(14) NFS。(JFS、ReiserFS、Ext、Ext2、Ext3、ISO9660、XFS、Minx、MSDOS、UMSDOS、VFAT、NTFS、HPFS、NFS、SMB、SysV、PROC等) 5.VI的工作模式有哪三种:(15) 命令行模式,(16) 插入模式,(17) 底行模式。

嵌入式操作系统

嵌入式操作系统

问答题 1.什么是嵌入式系统,它由哪几部分组成?嵌入式系统是指操作系统和功能软件集成于计算机硬件系统之中。简单的说就是系统的应用软件与系统的硬件一体化,类似与BIOS的工作方式。具有软件代码小,高度自动化,响应速度快等特点。特别适合于要求实时的和多任务的体系。根据IEEE的定义:嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”。简单地讲就是嵌入到对象体中的专用计算机系统。嵌入式系统一般有3个主要的组成部分:硬件、实时操作系统以及应用软件。硬件:包括处理器、存储器、输入输出设备、其他部分辅助系统等。实时操作系统:用于管理应用软件,并提供一种机制,使得处理器分时地执行各个任务并完成一定的时限要求.应用软件:实现具体业务逻辑功能。2.嵌入式系统的三要素是什么?嵌入式系统的三要素是嵌入、专用、计算机;其中嵌入性指的是嵌入到对象体系中,有对象环境要求;专用性是指软、硬件按对象要求裁减;计算机指实现对象的智能化功能。广义地说一个嵌入式系统就是一个具有特定功能或用途的计算机软硬件集合

体。即以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。3.列举五种以上的嵌入式实时操作系统?嵌入式实时操作系统是指操作系统本身要能在一个固定时限内对程序调用(或外部事件)做出正确的反应,亦即对时序与稳定性的要求十分严格。目前国际较为知名的有:VxWorks、NeutrinoRTOS、Nucleus Plus、OS/9、VRTX、LynuxOS,RTLinux、BlueCat RT等。 4.嵌入式系统一般由几层组成?简单介绍其作用?嵌入式系统一般由硬件层、中间层、软件层和功能层组成。其作用分别如下:(1)硬件层:由嵌入式微处理器、外围电路和外设组成。外围电路有:电源电路、复位电路、调试接口和存储器电路,就构成一个嵌入式核心控制模块。操作系统和应用程序都可以固化在ROM或者Flash 中。为方便使用,有的模块在此基础上增加了LCD、键盘、USB接口,以及其他一些功能的扩展电路。(2)中间层:硬件层与软件层之间为中间层,也称为BSP(Board Support Package,板级支持包)。作用:将系统软件与底层硬件部

几种主流嵌入式操作系统分析

几种主流嵌入式操作系统分析 1.嵌入式Linux 嵌入式Linux(Embedded Linux)是指对标准Linux经过小型化裁剪处理之后,能够固化 在容量只有几KB或者几MB 字节的存储器芯片或者单片机中,是适合于特定嵌入式应用场合的专用Linux操作系统。在目前已经开发成功的嵌入式系统中,大约有一半使用的是Linux。 这与它自身的优良特性是分不开的。 嵌入式Linux 同Linux 一样,具有低成本、多种硬件平台支持、优异的性能和良好的网络支持等优点。另外,为了更好地适应嵌入式领域的开发,嵌入式Linux 还在Linux 基础上 做了部分改进,如下所示。 ? 改善的内核结构 Linux 内核采用的是整体式结构(Monolithic),整个内核是一个单独的、非常大的程序,这____________样虽然能够使系统的各个部分直接沟通,提高系统响应速度,但与嵌入式系统存储容量小、 资源有限的特点不相符合。因此,在嵌入式系统经常采用的是另一种称为微内核(Microkernel) 的体系结构,即内核本身只提供一些最基本的操作系统功能,如任务调度、内存管理、中断 处理等,而类似于文件系统和网络协议等附加功能则运行在用户空间中,并且可以根据实际 需要进行取舍。这样就大大减小了内核的体积,便于维护和移植。 ? 提高的系统实时性 由于现有的Linux 是一个通用的操作系统,虽然它也采用了许多技术来加快系统的运行 和响应速度,但从本质上来说并不是一个嵌入式实时操作系统。因此,利用Linux 作为底层 操作系统,在其上进行实时化改造,从而构建出一个具有实时处理能力的嵌入式系统,如RT-Linux 已经成功地应用于航天飞机的空间数据采集、科学仪器测控和电影特技图像处理等 各种领域。 嵌入式Linux 同Linux 一样,也有众多的版本,其中不同的版本分别针对不同的需要在内核等方面加入了特定的机制。嵌入式Linux 的主要版本如表4.1所示。 表4.1 嵌入式Linux主要版本 版本简单介绍 μCLinux 开放源码的嵌入式Linux 的典范之作。它主要是针对目标处理器没有存储管理单元 MMU,其运行稳定,具有良好的移植性和优秀的网络功能,对各种文件系统有完备 的支持,并提供标准丰富的API RT-Linux 由美国墨西哥理工学院开发的嵌入式Linux硬实时操作系统。它已有广泛的应用 Embedix 根据嵌入式应用系统的特点重新设计的Linux发行版本。它提供了超过25种的Linux 《嵌入式Linux应用程序开发详解》——第4章、嵌入式系统基础 系统服务,包括Web服务器等。此外还推出了Embedix的开发调试工具包、基于图 形界____________面的浏览器等。可以说,Embedix是一种完整的嵌入式Linux解决方案

浅谈嵌入式系统的现状及发展前景

课程考核论文 课程名称信息学导论 学生姓名曾文静 学号1141304067 系、专业信息工程系电子科学与技术专业 2013年6 月15 日 浅谈嵌入式系统的现状及发展前景 摘要:从嵌入式系统的含义、特点、开发平台及其工业特征出发 ,深入阐述了嵌入式计算机技术的发展现状 ,展望了嵌入式系统产业在我国的广阔发展前景景。 1. 嵌入式系统的发展趋势及典型应用产品 在现在日益信息化的社会中,计算机和网络已经全面渗透到日常生活的每一个角落。对于我们每个人,需要的已经不再仅仅是那种放在桌上处理文档,进行工作管理和生产控制的计算机"机器";各种各样的新型嵌入式系统设备在应用数量上已经远远超过通用计算机,任何一个普通人可能拥有从大到小的各种使用嵌入式技术的电子产品,小到mp3,PDA等微型数字化产品,大到网络家电,智能家电,车载电子设备。而在工业和服务领域中,使用嵌入式技术的数字机床,智能工具,工业机器人,服务机器人也将逐渐改变传统的工业和服务方式。近几年,嵌入式系统产品日臻完善,并在全世界各行业得到广泛应用。嵌入式系统产品的研制和应用已经成为我国信息化带动工业化、工业化促进信息化发展的新的国民经济增长点。随着信息化、智能化、网络化的发展,嵌入式技术将全面展开,现在嵌入式已经成为通信和消费类产品的共同发展方向。总体来说,嵌入式系统分别在硬件和软件方面获得发展。嵌入式系统必将成为当今IT界的又一焦点,开发自主知识产权的嵌入式处理器和嵌入式操作系统,对于我们国家的民族IT产业来讲具有十分重要的战略意义。从国内IT市场来看,嵌入式系统及其产品在由家电产品和Internet衍生出来的新型市场中占有主导地位和独特份额。 在消费家电的智能化的今天,嵌入式更显重要。像我们平常见到的手机、PDA、电子字典、可视电话、VCD/DVD/MP3Player、数字相机(DC)、数字摄像机(DV)、U-Disk 、机顶盒(Set Top Box)、高清电视(HDTV )、游戏机、智能玩具、交换机、路由器、数控设备或仪表、汽车电子、家电控制系统、医疗仪器、航天航空设备等等,都是典型的嵌入式系统。据预测,随着Internet的迅速发展和廉价微处理器的出现,嵌入式系统将在日常生活里形成更大的应用领域。 例如,行车称重无线遥测调度系统:由贵溪冶炼厂和北京市自动化系统成套工程公司合作开发,用在贵溪冶炼车间。具体要求为系统前端由安装在行车上的行车工作站(3台)构成,行车工作站将行车称重信号转换成数字信号,并将采集的数字信号经处理后,通过无线电台传送给地面接收电台,接收电台将信号传输给地面工作站,地面工作站将接收到的信号进行归纳处理、监视,通过双绞线传送给闪速炉、阳极炉操作室显示,通过以太网传送给5台转炉操作并显示,传送给车间办公室终端,车间办公室进行最终的数据归纳、生成报表并打印。其中行车工作站主要采用PC/104数据采集卡和研华公司3.5英寸饼干PC机PCM-4,该机主板上带有Load bus IDE,VGA/LCD口,2个串口,1个并口和软驱接口,并附16M电子硬盘,体积小巧却达到了486级工业PC的配置水平。显示屏采用EL致发光屏(带触摸屏),通过RS232接口与调制解调器及数据传输电台相连。行车工作站采用Windows32操作系统和组态王2.0版软件,实现数据采集、输入行车运行状态、参数计算、显示功能,并在该软件基础上开发

LInux 嵌入式操作系统期末试题

1.简答题:请简单概括什么是嵌入式系统、并举出嵌入式系统的特点;(6分) 答: 嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可剪裁,适用于应用系统,对功能、可靠性、成本、体积、功耗等方面有特殊要求的专用计算机系统; 其特点如下: (1)嵌入式系统是面向特定系统应用的。 (2)嵌入式系统涉及计算机技术、微电子技术、电子技术、通信和软件等各个行业; 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; (3)嵌入式系统的硬件和软件都必须具有高度可定制性;只有这样才能适应嵌入式系 统应用的需要,在产品价格和性能方面具备竞争力; (4)嵌入式系统的生命周期相当长。 (5)嵌入式系统不具备本地系统开发能力,通常需要有一套专门的开发工具和环境。 2.嵌入式操作系统的优势:1.低成本开发系统 2.可应用多种硬件平台 3.可定制内核 4. 性能优异 5.良好的网络支持 3.linux文件类型:1.普通文件 2.目录文件 3.链接文件 4.设备文件 a.块设备文件(硬 盘:/dev/hda1)b.字符设备(串行端口接口设备) 4.linux文件属性:访问权限:r:可读w:可写x:可执行用户级别:u:文件拥有者g:所 属用户组 o:其他用户第一个字符显示文件类型:-普通d目录 l 链接… 5.简答题:(6分) linux目录结构:/bin 存放linux常用操作命令的执行文件(二进制文件) /boot 操作系统启动时所需要的程序 /dev Linux系统中使用的外部设备 /etc 系统管理时所需要的各种配置文件和子目录 /etc/rc.d Linux启动和关闭时要用到的脚本 /etc/rc.d/init Linux默认服务的启动脚本 /home 系统中默认用户工作根目录 /lib 存放系统动态链接共享库 /mnt软驱、光驱、硬盘的挂载点 /proc存放系统核心与执行程序所需信息、 /root超级用户登陆时的主目录 /sbin 存放管理员常用系统管理程序 /usr存放用户应用程序和文件 /var存放日志信息(答六点即可) 6.编写一个shell文件:创建studen01 –student30这30个用户,用户组为class1,之 后编写shell文件,删除所有用户

五大适合STM32的嵌入式操作系统

五大适合STM32的嵌入式操作系统 基于STM平台且满足实时控制要求操作系统,有以下5种可供移植选择。分别为μClinux、μC/OS-II、eCos、FreeRTOS和都江堰操作系统(djyos)。下面分别介绍这五种嵌入式操作系统的特点及不足。1、μClinuxμClinux是一种优秀的嵌入式Linux版本,其全称为micro-control Linux,从字面意思看是指微控制Linux。同标准的Linux相比, μClinux的内核非常小,但是它仍然继承了Linux操作系统的主要特性,包括良好的稳定性和移植性、强大的网络功能、出色的文件系统支持、标准丰富的API,以及TCP/IP网络协议等。因为没有MMU内存管理单元,所以其多任务的实现需要一定技巧。 μClinux在结构上继承了标准Linux的多任务实现方式,分为实时进程和普通进程,分别采用先来先服务和时间片轮转调度,仅针对中低档嵌入式CPU特点进行改良,且不支持内核抢占,实时性一般。 在内存管理上由于μClinux是针对没有MMU的处理器设计的,不能使用处理器的虚拟内存管理技术,只能采用实存储器管理策略。系统使用分页内存分配方式,在启动时对实际存储器进行分页。系统对内存的访问是直接的,操作系统对内存空间没有保护,多个进程可共享一个运行空间,所以,

即使是一个无特权进程调用一个无效指针也会触发一个地 址错误,并有可能引起程序崩溃甚至系统崩溃。 μClinux操作系统的中断管理是将中断处理分为两部分:顶半处理和底半处理。在顶半处理中,必须关中断运行,且仅进行必要的、非常少、速度快的处理,其他处理交给底半处理;底半处理执行那些复杂、耗时的处理,而且接受中断。因为系统中存在有许多中断的底半处理,所以会引起系统中断处理的延时。 μClinux对文件系统支持良好,由于μClinux继承了Linux完善的文件系统性能,它支持ROMFS、NFS、ext2、MS-DOS、JFFS等文件系统。但一般采用ROMFS文件系统,这种文件系统相对于一般的文件系统(如ext2)占用更少的空间。但是ROMFS文件系统不支持动态擦写保存,对于系统需要动态保存的数据须采用虚拟RAM盘/JFFS的方法进行处理。在对硬件的支持上,由于μClinux继承了Linux的大部分性能,所以至少需要512KB的RAM空间,lMB的ROM/Flash 空间。 在μClinux的移植方面,。μClinux是Linux针对嵌入式系统的一种改良,其结构比较复杂。移植μClinux,目标处理器除了需要修改与处理器相关的代码外,还需要足够容量的外部ROM和RAM。 综上可知,μClinux最大特点在于针对无MMU处理器设计,

嵌入式操作系统的种类与特点

1.3.1 嵌入式操作系统的种类、特点与发展 1.嵌入式操作系统的种类 一般情况下,嵌入式操作系统可以分为两类: 非实时操作系统:面向消费电子产品等领域,这类产品包括个人数字助理(PDA)、移动电话、机顶盒、电子书等。 实时操作系统RTOS(Real-Time Embedded Operating System):面向控制、通信等领域,如windriver公司的vxworks、isi的psos、qnx系统软件公司的qnx等。 (1)非实时操作系统 早期的嵌入式系统中没有操作系统的概念,程序员编写嵌入式程序通常直接面对裸机及裸设备。在这种情况下,通常把嵌入式程序分成两部分,即前台程序和后台程序。前台程序通过中断来处理事件,其结构一般为无限循环;后台程序则掌管整个嵌入式系统软、硬件资源的分配、管理以及任务的调度,是一个系统管理调度程序。这就是通常所说的前后台系统。一般情况下,后台程序也叫任务级程序,前台程序也叫事件处理级程序。在程序运行时,后台程序检查每个任务是否具备运行条件,通过一定的调度算法来完成相应的操作。对于实时性要求特别严格的操作通常由中断来完成,仅在中断服务程序中标记事件的发生,不再做任何工作就退出中断,经过后台程序的调度,转由前台程序完成事件的处理,这样就不会造成在中断服务程序中处理费时的事件而影响后续和其它中断。 实际上,前后台系统的实时性比预计的要差。这是因为前后台系统认为所有的任务具有相同的优先级别,即是平等的,而且任务的执行又是通过FIFO队列排队,因而对那些实时性要求高的任务不可能立刻得到处理。另外,由于前台程序是一个无限循环的结构,一旦在这个循环体中正在处理的任务崩溃,使得整个任务队列中的其它任务得不到机会被处理,从而造成整个系统的崩溃。由于这类系统结构简单,几乎不需要RAM/ROM的额外开销,因而在简单的嵌入式应用被广泛使用。 (2)实时操作系统 所谓实时性,就是在确定的时间范围内响应某个事件的特性。而实时系统是指能在确定的时间内执行其功能并对外部的异步事件做出响应的计算机系统。其操作的正确性不仅依赖于逻辑设计的正确程度,而且与这些操作进行的时间有关。“在确定的时间内”是该定义的核心。也就是说,实时系统是对响应时间有严格要求的。 实时系统对逻辑和时序的要求非常严格,如果逻辑和时序出现偏差将会引起严重后果。实时系统有两种类型:软实时系统和硬实时系统。软实时系统仅要求事件响应是实时的,并不要求限定某一任务必须在多长时间内完成;而在硬实时系统中,不仅要求任务响应要实时,而且要求在规定的时间内完成事件的处理。通常,大多数实时系统是两者的结合。实时应用软件的设计一般比非实时应用软件的设计困难。实时系统的技术关键是如何保证系统的实时性。实时操作系统可分为可抢占型和不可抢占型两类。 嵌入式实时操作系统在目前的嵌入式应用中用得越来越广泛,尤其在功能复杂、系统庞大的应用中显得愈来愈重要。 从某种意义上说,没有操作系统的计算机(裸机)是没有用的。在嵌入式应用中,只有把CPU嵌入到系统中,同时又把操作系统嵌入进去,才是真正的计算机嵌入式应用。 操作系统的实时性在某些领域是至关重要的,比如工业控制、航空航天等领域。想像飞机正在空中飞行,如果嵌入式系统不能及时响应飞行员的控制指令,那么极有可能导致空难事故。有些嵌入式系统应用并不需要绝对的实时性,比如PDA播放音乐,个别音频数据丢失并不影响效果。这可以使用软实时的概念来衡量。

嵌入式系统和嵌入式操作系统

一什么是嵌入式系统 嵌入式系统一般指非PC系统,有计算机功能但又不称之为计算机的设备或器材。它是以应用为中心,软硬件可裁减的,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。简单地说,嵌入式系统集系统的应用软件与硬件于一体,类似于PC中BIOS的工作方式,具有软件代码小、高度自动化、响应速度快等特点,特别适合于要求实时和多任务的体系。嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统及应用软件系统等组成,它是可独立工作的“器件”。 嵌入式系统几乎包括了生活中的所有电器设备,如掌上PDA、移动计算设备、电视机顶盒、手机上网、数字电视、多媒体、汽车、微波炉、数字相机、家庭自动化系统、电梯、空调、安全系统、自动售货机、蜂窝式电话、消费电子设备、工业自动化仪表与医疗仪器等。 嵌入式系统的硬件部分,包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和I/O端口、图形控制器等。嵌入式系统有别于一般的计算机处理系统,它不具备像硬盘那样大容量的存储介质,而大多使用EPROM、EEPROM或闪存(Flash Memory)作为存储介质。软件部分包括操作系统软件(要求实时和多任务操作)和应用程序编程。应用程序控制着系统的运作和行为;而操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。 二嵌入式处理器 嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。嵌入式微处理器一般具备4个特点:(1)对实时和多任务有很强的支持能力,能完成多任务并且有较短的中断响应时间,从而使内部的代码和实时操作系统的执行时间减少到最低限度;(2)具有功能很强的存储区保护功能,这是由于嵌入式系统的软件结构已模块化,而为了避免在软件模块之间出现错误的交叉作用,需要设计强大的存储区保护功能,同时也有利于软件诊断;(3)可扩展的处理器结构,以能迅速地扩展出满足应用的高性能的嵌入式微处理器;(4)嵌入式微处理器的功耗必须很低,尤其是用于便携式的无线及移动的计算和通信设备中靠电池供电的嵌入式系统更是如此,功耗只能为mW甚至μW级。 据不完全统计,目前全世界嵌入式处理器的品种总量已经超过1000种,流行的体系结构有30多个系列。其中8051体系占多半,生产这种单片机的半导体厂家有20多个,共350多种衍生产品,仅Philips就有近100种。现在几乎每个半导体制造商都生产嵌入式处理器,越来越多的公司有自己的处理器设计部门。嵌入式处理器的寻址空间一般从64kB到16MB,处理速度为0.1~2000MIPS,常用封装8~144个引脚。 根据现状,嵌入式计算机可分成下面几类。 (1)嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU) 嵌入式微处理器采用“增强型”通用微处理器。由于嵌入式系统通常应用于环境比较恶劣的环境中,因而嵌入式微处理器在工作温度、电磁兼容性以及可靠性方面的要求较通用的标

相关主题