嵌入式操作系统

---

参考：

[1] 《嵌入式系统软件及操作系统》

---

1、嵌入式操作系统的功能

在嵌入式系统中工作的操作系统被称为EOS（Embedded Operating System，嵌入式操作系统），EOS的基本功能主要是：

• 构建一个易于编程的虚拟平台；
• 系统资源的管理者。

2、嵌入式操作系统的分类

1. 按系统类型分

• 商业化系统
• 专用系统
• 开放源代码系统

2. 按相应时间分

按照系统对响应时间的敏感程度，EOS可以分为实时操作系统（RTOS）和非实时操作系统两大类。

RTOS对响应时间有非常严格的要求。但某个外部时间或请求发生时，相应的任务必须在规定的时间内完成相应的处理。RTOS可以分为硬实时和软实时两种情形。

• 硬实时系统   硬实时系统对响应时间有严格的要求，如果响应时间不能满足，可能会引起系统的奔溃或致命错误。
• 软实时系统   软实时系统对响应的时间也有要求，如果响应的时间不能满足，将需要支付能够接收的额外代价。

非实时系统对响应时间没有严格要求，各个进程分享处理器，以获得各自所需的运行时间。

3. 按软件结构分

按照软件结构化分，EOS可以分为单体结构、分层结构和微内核结构3大类。

单体结构：

嵌入式Linux操作系统、Jbed RTOS、和PDOS都属于单体内核结构。

在单体结构的操作系统中，中间件和设备驱动程序通常集成在系统内核当中，整个系统通常只有一个可执行文件，里面包含了所有的功能组件。

单体结构的操作系统由一组功能模块组成，系统各个模块之间可以相互调用，通信开销比较小，系统高度集成和相互关联，系统裁剪、修改、调试和维护不便。

分层结构：

采用分层结构的操作系统内部分为若干层次（0~N），各个层次之间的调用关系是单向的，即某一层次上的代码只能调用比它低层的代码。分层结构要求在每层次上都要提供一组API接口，增加了系统的额外开销，单系统的开发和维护较为简单。典型代表有MS-DOS，其结构就是一个有代表性的、组织良好的分层结构。

微内核结构：

微内核（microkernel）结构把操作系统的大部分功能都剥离出去，在内核中保留最核心的功能单元（如进程管理和存储管理），大部分的系统功能都位于内核之外，例如，将所有的设备驱动程序都置于内核之外。

3、常见的嵌入式操作系统

1. VxWorks

采用微内核结构体系。整个系统由四百多个相对独立，短小精炼的目标模块组成，用户可以根据自己的需要选择适当的模块，进行裁剪和配置。

2. 嵌入式Linux

嵌入式Linux是指对标准Linux进行裁剪处理之后，可固化在存储器或单片机中，适合于特定的嵌入式应用场合的专用Linux操作系统。

3. Windows CE

Windows CE是一个基于优先级的多任务嵌入式操作系统，提供256个优先级别，基本内核需要200KB的ROM，支持win32 API子集，支持多种用户界面硬件，支持多种串行和网络技术。Windows CE不是一个硬实时系统。

4. 

是一个免费、开放源代码、结构小巧，基于可抢占优先级调度的实时操作系统，其内核提供任务调度与管理、时间管理、任务间同步与通信、内存管理和中断服务等功能。

内核在2~10KB数量级，具有执行效率高，占用时间小，实时性能优良和可扩展等特点，主要面向中小型嵌入式系统。

内核提供最基本的系统服务，例如信号箱、邮箱、消息队列、内存管理、中断管理等，

本身不支持文件系统，但它具有良好的扩展性，可根据需要自行加入。

---