什么是嵌入式操作系統(tǒng)
常見的嵌入式系統(tǒng)有：Linux、uClinux、WinCE、PalmOS、Symbian、eCos、uCOS-II、VxWorks、pSOS、Nucleus、ThreadX 、Rtems 、QNX、INTEGRITY、OSE、C Executive、autosar等等，下面為大家簡介嵌入式操作系統(tǒng)：
什么是嵌入式操作系統(tǒng)?
嵌入式操作系統(tǒng)是一種支持嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的操作系統(tǒng)軟件，它是嵌入式系統(tǒng)的重要組成部分。嵌入時操作系統(tǒng)具有通用操作系統(tǒng)的基本特點，能夠有效管理復(fù)雜的系統(tǒng)資源，并且把硬件虛擬化。
從應(yīng)用角度可分為通用型嵌入式操作系統(tǒng)和專用型嵌入式操作系統(tǒng)。常見的通用型嵌入式操作系統(tǒng)有Linux、VxWorks、Windows CE.net等。常用的專用型嵌入式操作系統(tǒng)有Smart Phone、Pocket PC、Symbian等。
按實時性可分為兩類：
實時嵌入式操作系統(tǒng)主要面向控制、通信等領(lǐng)域。如WindRiver公司的VxWorks、ISI的pSOS、QNX系統(tǒng)軟件公司的QNX、ATI的Nucleus，很多汽車電子行業(yè)都是利用實時性很強的操作系統(tǒng)等。
非實時嵌入式操作系統(tǒng)主要面向消費類電子產(chǎn)品。這類產(chǎn)品包括PDA、移動電話、機頂盒、電子書、WebPhone等。如微軟面向手機應(yīng)用的Smart Phone操作系統(tǒng)。
嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)而言，基本上需要四種不同的工作：系統(tǒng)設(shè)計工作，硬件設(shè)計工作，驅(qū)動程序和操作系統(tǒng)移植工作和應(yīng)用程序設(shè)計開發(fā)工作。
1、系統(tǒng)設(shè)計工作
在系統(tǒng)的設(shè)計階段，系統(tǒng)分析師將根據(jù)需求確定系統(tǒng)的硬件的基本構(gòu)成，根據(jù)系統(tǒng)的需求選擇使用那種處理器，使用哪種操作系統(tǒng)，使用那些軟件開發(fā)工具。系統(tǒng)分析師往往是較為完整的參與過嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的全過程，對于系統(tǒng)應(yīng)用的行業(yè)較為了解，對于嵌入式系統(tǒng)本身的開發(fā)流程十分清楚的人。
2、硬件設(shè)計工作
系統(tǒng)硬件設(shè)計人員需要根據(jù)系統(tǒng)分析師的設(shè)計結(jié)果，進(jìn)行硬件原理圖的設(shè)計。通常需要硬件設(shè)計人員熟悉嵌入式系統(tǒng)的硬件構(gòu)成。硬件設(shè)計人員需要了解常用的嵌入式系統(tǒng)處理器，存儲器(Flash，SDRAM)，以太網(wǎng)MAC芯片，音頻/視頻編解碼芯片，電源管理芯片，總線接口電路 (USB,PCI)，液晶顯示模塊，可編程邏輯器件(FPGA/CPLD)，無線網(wǎng)絡(luò)通信模塊(Bluetooth,WLAN,GPRS)等硬件電路構(gòu)成元素的基本工作原理，連接使用方法，使用注意事項，基本調(diào)試方法等內(nèi)容。在網(wǎng)絡(luò)上能找到很多公司的評估板的原理圖，對于這些原理圖要仔細(xì)研究，摸清處理器同存儲器，網(wǎng)卡，液晶模塊等器件的.連接方法和原因。通過對這些電路的研究，能夠較快地了解整個嵌入式系統(tǒng)的構(gòu)成，這些電路同實際產(chǎn)品中的電路雖有一定差別的，特別是對于手持設(shè)備，但這些差別不影響初學(xué)者學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)的硬件設(shè)計基本構(gòu)成。
拓展：常見的嵌入式操作系統(tǒng)都有哪些
DOS
微軟一開始選用了派特森的Q-DOS “QUICK AND DISK OPERATING SYSTEM ”為基礎(chǔ)然后再擴充功能而成 MS-DOS，主要是采用由IBM 提供的使用8088 微處理器的計算機作開發(fā)平臺，它是以16 字節(jié)單人單工操作系統(tǒng)，特別適合一些功能簡單裝置使用。
Windows CE
雖然微軟 Windows 系統(tǒng)已經(jīng)稱霸了 PC Desktop 環(huán)境。但是對于嵌入式系統(tǒng)這塊大餅，微軟也是垂涎已久，桌上型的 Windows 桌業(yè)系統(tǒng)對于嵌入式系統(tǒng)來說自然是太過于肥大的產(chǎn)物，于是微軟推出精簡版的 Windows CE 作為進(jìn)攻嵌入式系統(tǒng)的主力。目前主要應(yīng)用于 PDA 上頭，但是跟微軟一系列 Windows 系統(tǒng)一般，Windows CE也承襲了原有的缺點：耗系統(tǒng)資源、不穩(wěn)定、效率不佳等等。毛病實在太多，后來將整個架構(gòu)重新改寫后推出 Windows CE 3.0 版，或稱為 Pocket PC。改版之后的確改進(jìn)了不少缺點。
Windows CE 可應(yīng)用于 PDA 、WebPAD、Thin Client等等。是采用 Windows CE 為操作系統(tǒng)的 SIMPad (西門子公司所有)。
Palm
由 Palm Computing 公司的嵌入式操作系統(tǒng)，目前最大的應(yīng)用在 PDA ，是市場占有率最高的 PDA 操作系統(tǒng)，Palm 操作系統(tǒng)架構(gòu)非常簡潔，因為少去了很多功能，如內(nèi)存管理、多任務(wù)等等，使得 Palm 可以非常不耗系統(tǒng)資源，硬件需求低，連帶的整體耗電量便可壓縮到非常低，因此采用 Palm 操作系統(tǒng)的 PDA 都有待機時間長的優(yōu)點。
EPOC
由英國手持裝置大廠 Psion 所開發(fā)，常用于 PDA 與手機結(jié)合的場合。最有名的例子 Nokia 9110 系列手機，它就是采用 EPOC 系統(tǒng)。
著名的嵌入式實時系統(tǒng)
實時系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)里頭非常重要的一環(huán)，很多人都誤以為實時系統(tǒng)執(zhí)行速度非�？斓南到y(tǒng)，事實上不然，所謂實時代表的意義是『實時反應(yīng)』，一般多人多任務(wù)操作系統(tǒng)如：Windows 、 UNIX ，在上面執(zhí)行的軟件都一起分享 CPU ，因為 CPU 速度快，所以我們感覺好象可以同時執(zhí)行多支軟件，其實在系統(tǒng)內(nèi)部的同一時間內(nèi)都只有一個程序在執(zhí)行，每個軟件都必須排隊，而且規(guī)定只能用一小段時間后就要換下一位，但是因為 CPU 速度夠快，很快又可以被執(zhí)行到，所以人們感覺并不會很明顯軟件是一段一段在執(zhí)行。這是一般所謂的非實時性的操作系統(tǒng)運作模式，而實時操作系統(tǒng)具有立即反應(yīng)而且不能讓出資源的特性，例如汽車的 ABS 煞車系統(tǒng)，如果不采用能夠立即反應(yīng)的實時系統(tǒng)，后果可就不堪設(shè)想。而這類的應(yīng)用多半多屬體積小、功能簡單的地方，所以也算是嵌入式系統(tǒng)。 QNX 的 QNX OS 、WindRiver 的 VxWorks、Microware 的 OS9、pSOS 等等，都是有名的嵌入式實時系統(tǒng)公司。
Linux
Linux 不是都用來做服務(wù)器嗎?不然就是 Cluster，怎么會跟嵌入式系統(tǒng)扯上關(guān)系?不要懷疑，Linux 除了對伺服工作應(yīng)付自如外，嵌入式系統(tǒng)也難不倒 Linux。
那么究竟 Linux 有怎樣獨特的能耐，可以想變大就變大想縮小就縮小?又用 Linux 來發(fā)展嵌入式系統(tǒng)有什么優(yōu)點?請看底下介紹。
開放原始碼、模塊化設(shè)計
Linux 采用 GPL 授權(quán)，除了把原始碼公開以外，任何人都可以自由使用、修改、散布，而 Linux 核心本身采模塊化設(shè)計，讓人很容易增減功能，例如我的平臺并不需要藍(lán)芽的功能，我只要不把這項功能加入，有需要就加入，不需要就刪除，由于這樣的高的彈性，我們可以調(diào)校出最適合我們硬件平臺的核心出來。
相較于 Linux ，Windows 是走封閉原始碼路線，所以我們完全無法得知或修改它的核心部份。另外因為是采用 GPL 授權(quán)自然就沒有什么權(quán)利金或保密協(xié)議的約束。
穩(wěn)定性夠
Linux 不屬于任何一家公司，但是它的開發(fā)人員卻是全世界最多的，每天在全球都有無數(shù)的人參與 Linux Kernel 的改進(jìn)、除錯、測試，這樣嚴(yán)苛的條件造就了穩(wěn)定度高的 Linux 。
就因為如此，Linux 雖不是商業(yè)的產(chǎn)物但是品質(zhì)卻不遜于商業(yè)產(chǎn)品。
網(wǎng)絡(luò)功能強大
Linux 的架構(gòu)是參造 UNIX 系統(tǒng)而來，因此 Linux 也承襲了 UNIX 強大的網(wǎng)絡(luò)功能。在這個每樣事情都講求網(wǎng)絡(luò)的時代下，只能說是 Linux 大放異彩 的年代。未來可能家里的電冰箱、冷氣、電視機都會連上網(wǎng)絡(luò)，如何增加這些家電的網(wǎng)絡(luò)功能，Linux 可以替他們辦到。
跨平臺
Linux 一開始是基于Intel 386 機器而設(shè)計，但是隨著網(wǎng)絡(luò)的散布，各式各樣的需求涌現(xiàn)，因此就有許多工程師致力于各式平臺的移植，造成了 Linux 可以在 x86、MIPS、ARM/StrongARM、PowerPC、Motorola 68k、Hitachi SH3/SH4、 Transmeta..等等平臺上運作的盛況。這些平臺幾乎涵蓋了所有嵌入式系統(tǒng)所需的 CPU，因此選擇 Linux 就可以把更多的硬件平臺納入考量的范圍。
嵌入式環(huán)境不如 x86 PC 那樣單純，嵌入式環(huán)境所采用的 CPU 架構(gòu)之多，使用 Linux 作開發(fā)，就等于有更多硬件的選擇，硬件成本是商業(yè)公司考量的一大重點，選擇多自然可以找到最合適的硬件，對于公司的競爭力是有極大的幫助。
應(yīng)用軟件眾多
自由軟件世界里有個很大的特色就是軟件超級多，而且?guī)缀醵际欠?GPL 標(biāo)準(zhǔn)，換句話說，大家都可以自由取用，因為這些軟件多半是由工程師業(yè)余空暇時間所發(fā)展，而且不以營利為性質(zhì)，所以并不能擔(dān)保這些軟件完全沒有 BUG ，但是仍舊有許多殺手級的軟件出現(xiàn)，大家熟知的 KDE 與 GNOME 便是很好的證明，當(dāng)然與嵌入式系統(tǒng)較為相關(guān)如：gcc 編譯器、Kdevelop 整合式開發(fā)環(huán)境等等。
通常我們都會先在 PC 端造出仿真出嵌入式的環(huán)境，并直接在上頭開發(fā)，因此用的工具也都與開發(fā)一般 Desktop 軟件類似，良好的工具能夠增加開發(fā)的速度。
選擇多樣
如果公司有能力可以自己實作 Linux 嵌入式系統(tǒng)，因為程序代碼全部都開放在那里，您可以隨心所欲的設(shè)計出自己想要的 Embedded Linux 系統(tǒng)，但是有更多的公司的業(yè)務(wù)重點不在于此，這時候您也可以選擇購買商業(yè)版的 Embedded Linux 系統(tǒng)，像是有名的 Redhat 公司、Lineo、MontaVista..等等，這些都是商業(yè)的 Linux 公司，購買他們的產(chǎn)品就可以得到完整的服務(wù)。因此商業(yè)或非商業(yè)全都在于您的需求。
自行開發(fā)系統(tǒng)
當(dāng)然您也可以自行開發(fā)系統(tǒng)，嚴(yán)格控制硬件，但是相對的必須投注更大的成本在于研發(fā)系統(tǒng)上，原則上如果目標(biāo)簡單明確只是一些基本的 I/O 控制，例如：跑馬燈。便適合自己開發(fā)，但是如果系統(tǒng)過于復(fù)雜則必須審慎評估自行研發(fā)的難度與時程的控管。
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