Chap7_嵌入式操作系统初步简介

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1、—嵌入式操作系统2006年5月12日嵌入式系统主要内容嵌入式操作系统实时操作系统微内核与单内核嵌入式操作系统发展近十年来，嵌入式操作系统得到飞速的发展从支持8位微处理器到16位、32位甚至64位微处理器；从支持单一品种的微处理器芯片到支持多品种微处理器芯片；从只有内核到除了内核外还提供其他功能模块，如文件系统，TCP/IP网络系统，窗口图形系统等。嵌入式操作系统技术现状适应不同的嵌入式硬件平台，具有可移植、可伸缩能力。采用的主要技术：编程语言普遍采用高级语言实现，主要以C语言为主。体系结构采用分层和模块化结构或微内核结构。嵌入式操作系统技术现状（续）分层和模块化结构，将操作系

2、统分为：硬件无关层硬件抽象层硬件相关层每层再划分功能模块移植工作集中在硬件相关层，与其余两层无关功能的伸缩集中在模块上，从而确保了系统具有良好的可移植性和可伸缩性。嵌入式操作系统技术现状（续）功能复杂，具有可剪裁、可配置的能力采用的主要技术：可剪裁技术。操作系统以内核为中心，包括很多独立的功能组件如文件、网络等。除内核外其他组件的选择任意搭配，由应用决定。可配置技术。每个功能组件都可以根据应用的要求进行配置，比如最大任务数、内存地址、堆栈大小、系统任务的优先级、缓冲区大小及文件数等。嵌入式操作系统技术现状（续）良好的实时性:时间确定性是嵌入式实时操作系统必备的特点，特别对于强

3、实时嵌入式系统而言尤为重要。采用的主要技术：采用实时调度算法。主要采用静态优先级的可抢占式调度、比率单调算法等。采用内存静态分配策略和零拷贝技术保证确定性。内存管理不采用虚存管理机制采用优先级继承和优先级天花板两种技术解决优先级反转（倒置）问题嵌入式操作系统技术现状（续）可靠性和高可用采用的主要技术：利用存储管理单元（MMU）、用户态和核心态机制，实现操作系统与应用程序的隔离，以及应用程序和应用程序之间的隔离，以防止应用程序破坏操作系统的代码、数据。嵌入式操作系统的发展趋势体系结构向微内核方向发展可伸缩、可移植、可剪裁、可配置行业的标准：多种操作系统平台，应用决定操作系统结构

4、紧凑、功能强大高可用（HighAvailable）、高可靠（HighReliable）、支持多处理器和分布式计算可动态加载和升级软件与开发工具有机的结合起来行业标准行业性嵌入式软硬件平台嵌入式系统是以应用为中心的系统，不会象PC一样只有一种平台吸取PC的成功经验，形成不同行业的标准。统一的行业标准具有开放、设计技术共享、软硬件重用、构件兼容、维护方便和合作生产的特点，是增强行业性产品竞争能力的有效手段。嵌入式操作系统嵌入式操作系统常常有实时要求早期:嵌入式操作系统=实时操作系统近期:1)手持计算机和掌上计算机的出现;2)CPU速度的提高;3)常规操作系统增加实时进程调度的支持

5、,如POSIX.4嵌入式操作系统<>实时操作系统嵌入式操作系统许多嵌入式操作系统的内核是微内核结构许多嵌入式操作系统都不带磁盘根本不支持文件系统结构上为了设备驱动而支持文件系统，但不支持文件系统的文件存储功能嵌入式操作系统许多嵌入式操作系统不采用存储管理技术,即不支持虚拟存储技术许多嵌入式操作系统不划分“系统空间”和“用户空间”操作系统的“内核”与外围应用程序之间不再有物理的边界;系统中所谓“进程”实际上全都是内核线程静态连接、系统调用、进程调度/切换嵌入式操作系统对任何一个应用程序做细微的修改，都得重新生成整个系统，并且“下载”之；系统调用的界面太庞大；共享变量的访问，需

6、要谨慎对待；把通用操作系统上的应用移植过来需考虑“可重入”的问题；嵌入式操作系统不分系统空间和用户空间<>必须静态连接如DOS、CP/M的INT21不分系统空间和用户空间<>不能用页面映射技术但只用于不同进程之间，而非不同空间之间即使采用了存储管理，基本上都不采用页面交换技术重启动技术（watchdog）RTOS是否实时一方面是多大程度上充分发挥硬件潜力，即综合速度快慢的问题；另一方面同时也是反映速度在多大的程度上得到保证的问题中断延迟（InterruptLatency）中断不可嵌套LINUX的BottomHalf中断可嵌套：优先级中断大多微处理器不支持；LINUX不支持；U

7、NIX支持与指令集有关DMA操作有关保证系统调用的原子性有关调度延迟（SchedulingLatency）中断处理程序进程处理一般调度算法（RoundRobin）不能及时选中基于优先级调度算法，一般能及时选中如果目标进程优先级低呢？可剥夺调度和不可剥夺调度LINUX是属于什么调度？Linux既不是完全的可剥夺，也不是完全的不可剥夺上下文切换延迟（ContextSwitchLatency）大小取决于CPU和操作系统采用MMU>不采用MMU只要发生调度，就能选中目标进程吗？根据时间片的耗用调整优先级拉开距离