《7、嵌入式操作系统》.pdf

嵌入式系统 — 嵌入式操作系统 2006年5月12 日 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  结构紧凑、功能强大  高可用（High Available）、高可靠（High Reliable ）、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,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