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嵌入式操作系統(tǒng)的功能
根據(jù)英國(guó)電氣工程師協(xié)會(huì)的定義，嵌入式系統(tǒng)為控制、監(jiān)視或輔助設(shè)備、機(jī)器或用于工廠運(yùn)作的設(shè)備。小編下面為你整理了關(guān)于嵌入式操作系統(tǒng)的功能，希望對(duì)你有所幫助。
嵌入式操作系統(tǒng)的功能
嵌入式操作系統(tǒng)是相對(duì)于一般操作系統(tǒng)而方的，它除具備了一般操作系統(tǒng)(嵌入式linux系統(tǒng))最基本的功能，如任務(wù)調(diào)度、同步機(jī)制、中斷處理、文件處理等外，嵌入式操作系統(tǒng)的功能還有以下兩個(gè)方面：
1.構(gòu)成一個(gè)易于編程的虛擬機(jī)平臺(tái)
嵌入式操作系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)虛擬機(jī)平臺(tái)，EOS把底層的硬件細(xì)節(jié)封裝起來(lái)，為運(yùn)行在它上面的軟件(如中間件軟件和各種應(yīng)用軟件)提供了一個(gè)抽象的編程接口。軟件開發(fā)在這個(gè)編程接口的上進(jìn)行，而不直接與機(jī)器硬件層打交道。EOS所提供的編程接口實(shí)際上就是操作系統(tǒng)對(duì)外提供的系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)。
2.系統(tǒng)資源的管理者
嵌入式操作系統(tǒng)是一個(gè)系統(tǒng)資源的管理者，負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)當(dāng)中的各種軟硬件資源，如處理器、內(nèi)存、各種I/O設(shè)備、文件和數(shù)據(jù)等，使得整個(gè)系統(tǒng)能夠高效、可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)。
運(yùn)行在嵌入式環(huán)境中的EOS其目標(biāo)是為了完成某一項(xiàng)或有限項(xiàng)功能，而非通用型的操作系統(tǒng)，因此在性能和實(shí)時(shí)性方面有嚴(yán)格的限制，能耗、成本和可靠性通常是影響設(shè)計(jì)的重要因素，要求占用資源少，適合在有限存儲(chǔ)空間運(yùn)行，要求系統(tǒng)功能可以根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行剪裁、調(diào)整。
所有的EOS都有一個(gè)內(nèi)核(kernel)，內(nèi)核是系統(tǒng)當(dāng)中的一個(gè)組件，它包含了任務(wù)管理、存儲(chǔ)管理、輸入/輸出(I/O)設(shè)備管理和文件系統(tǒng)管理四個(gè)功能模塊。其中：
任務(wù)管理：對(duì)嵌入式系統(tǒng)中的運(yùn)行軟件進(jìn)行描述和管理，并完成處理機(jī)資源的分配與調(diào)度;
存儲(chǔ)管理：用來(lái)提高內(nèi)存的利用率，方便用戶的使用，并提供足夠的存儲(chǔ)空間;
I/O設(shè)備管理：方便設(shè)備的使用，提高CPU和輸入/輸出設(shè)備的利用率;
文件管理：解決文件資源的存儲(chǔ)、共享、保密和保護(hù)等問(wèn)題。
不同的嵌入式系統(tǒng)的EOS所包含的組件可能各不相同，內(nèi)核設(shè)計(jì)也可能各不相同的，完全取決于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及實(shí)際的應(yīng)用需求。
嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)：
�、倏裳b卸性。開放性、可伸縮性的體系結(jié)構(gòu)。
②強(qiáng)實(shí)時(shí)性。EOS實(shí)時(shí)性一般較強(qiáng)，可用于各種設(shè)備控制當(dāng)中。
�、劢y(tǒng)一的接口。提供各種設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口。
�、懿僮鞣奖�、簡(jiǎn)單、提供友好的圖形GUI，圖形界面，追求易學(xué)易用。
⑤提供強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，支持TCP/IP協(xié)議及其它協(xié)議，提供TCP/UDP/IP/PPP協(xié)議支持及統(tǒng)一的MAC訪問(wèn)層接口，為各種移動(dòng)計(jì)算設(shè)備預(yù)留接口。
⑥強(qiáng)穩(wěn)定性，弱交互性。嵌入式系統(tǒng)一旦開始運(yùn)行就不需要用戶過(guò)多的干預(yù)，這就要負(fù)責(zé)系統(tǒng)管理的EOS具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。嵌入式操作系統(tǒng)的用戶接口一般不提供操作命令，它通過(guò)系統(tǒng)的調(diào)用命令向用戶程序提供服務(wù)。
�、吖袒a。在嵌入式系統(tǒng)中，嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件被固化在嵌入式系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的ROM中。輔助存儲(chǔ)器在嵌入式系統(tǒng)中很少使用，因此，嵌入式操作系統(tǒng)的文件管理功能應(yīng)該能夠很容易地拆卸，而用各種內(nèi)存文件系統(tǒng)。
⑧更好的硬件適應(yīng)性，也就是良好的移植性。
拓展：有哪些常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng)
常見(jiàn)的嵌入式系統(tǒng)有這么多：
Linux、uClinux、WinCE、PalmOS、Symbian、eCos、uCOS-II、VxWorks、pSOS、Nucleus、ThreadX 、Rtems 、QNX、INTEGRITY、OSE、C Executive、autosar......
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(shí)操作系統(tǒng)具有通用操作系統(tǒng)的基本特點(diǎn)，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(jiàn)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(shí)時(shí)性可分為兩類：
實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)性很強(qiáng)的操作系統(tǒng)等。
非實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)主要面向消費(fèi)類電子產(chǎn)品。這類產(chǎn)品包括PDA、移動(dòng)電話、機(jī)頂盒、電子書、WebPhone等。如微軟面向手機(jī)應(yīng)用的Smart Phone操作系統(tǒng)。
嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)而言，基本上需要四種不同的工作：系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，硬件設(shè)計(jì)工作，驅(qū)動(dòng)程序和操作系統(tǒng)移植工作和應(yīng)用程序設(shè)計(jì)開發(fā)工作。
1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作
在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(guò)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全過(guò)程，對(duì)于系統(tǒng)應(yīng)用的行業(yè)較為了解，對(duì)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(jì)工作
系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)系統(tǒng)分析師的設(shè)計(jì)結(jié)果，進(jìn)行硬件原理圖的設(shè)計(jì)。通常需要硬件設(shè)計(jì)人員熟悉嵌入式系統(tǒng)的硬件構(gòu)成。硬件設(shè)計(jì)人員需要了解常用的嵌入式系統(tǒng)處理器，存儲(chǔ)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(wú)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(xiàng)，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(píng)估板的原理圖，對(duì)于這些原理圖要仔細(xì)研究，摸清處理器同存儲(chǔ)器，網(wǎng)卡，液晶模塊等器件的連接方法和原因。通過(guò)對(duì)這些電路的研究，能夠較快地了解整個(gè)嵌入式系統(tǒng)的構(gòu)成，這些電路同實(shí)際產(chǎn)品中的電路雖有一定差別的，特別是對(duì)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(jì)基本構(gòu)成。
1)學(xué)習(xí) Linux系統(tǒng)安裝、 常用命令、應(yīng)用程序安裝。
2) 學(xué)習(xí) Linux 下的 C 編程、這本書必學(xué)《UNIX 環(huán)境高級(jí)編程》、《UNIX 網(wǎng)絡(luò)編程》，Rechard Stevens 寫的，C 高手大都學(xué)習(xí)過(guò) 《C 和指針》、《C 缺陷與陷阱》、《高質(zhì)量C/C++編程指南》、《C 專家編程》、《The C programming Language》
3)程序員大都要學(xué)：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，嵌入式程序員數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)必學(xué)!
4)底層開發(fā)人員大都要學(xué)：微機(jī)原理、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，嵌入式開發(fā)人員必學(xué)!
5)單片機(jī)可以讓一個(gè)從事軟件開發(fā)的人了解和如何操作硬件，有必要學(xué)，因?yàn)橐婚_始就從 ARM 入手，不太現(xiàn)實(shí)!
6)ARM 體系結(jié)構(gòu)，其中有匯編。
7)數(shù)字電路有必要學(xué)習(xí)，不然你在做底層開發(fā)時(shí)真的會(huì)不知道怎么看原理圖，起碼也得懂與或門吧。
8)ARM + Linux 應(yīng)用程序開發(fā)。(前提是要有開發(fā)板)
9)要做底層開發(fā)，就必須知道軟硬件之間是如何銜接和配合工作的，那么電子技術(shù)應(yīng)該要好好學(xué)習(xí)了，很多時(shí)候會(huì)用到模擬電路知識(shí)，這是區(qū)別好手與菜鳥的不同之處之一。
10)Linux 下的匯編要學(xué)，這樣你才能真正了解你寫的程序是如何在一個(gè)特定的硬件上跑的。這是區(qū)別好手與菜鳥的不同之處之二。
11)TCP/IP 協(xié)議棧要學(xué)，所有的嵌入式高手都得掌握的東西，這是區(qū)別好手與菜鳥的不同之處之三。
12)有了這些東西，拿下 Linux 驅(qū)動(dòng) 已經(jīng)不再話下，需要你去學(xué)習(xí) Linux 內(nèi)核源代碼和Linux驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)，這是一個(gè)技術(shù)升華。
13)音頻、視頻的解碼譯碼技術(shù)你得學(xué)。
14)各種 IC ，各種 bootloader 你能夠參與其開發(fā)設(shè)計(jì)。
15)自行設(shè)計(jì)開發(fā)新產(chǎn)品，新技術(shù)。
學(xué)到這個(gè)地步差不多要花個(gè)3年的時(shí)間吧。但是后面的路該怎么走呢?嵌入式系統(tǒng)性的東西搞了一個(gè)產(chǎn)品之后，基本上一些套路都摸清楚了。
不同的行業(yè)，對(duì)于系統(tǒng)的要求是不一樣的，比如汽車行業(yè)，航空航天行業(yè)等一些高精度，高安全的需要對(duì)實(shí)時(shí)性要求非常之高，對(duì)于安全性和可靠性的要求非常嚴(yán)格。而有些行業(yè)比如消費(fèi)類產(chǎn)品，娛樂(lè)類的，生活用具方面的對(duì)于用戶體驗(yàn)是不一樣的，數(shù)碼產(chǎn)品對(duì)于一些圖像聲音的處理，要求更高，需要高清，高品質(zhì)的。而對(duì)于一些通信設(shè)備類對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)答數(shù)據(jù)傳輸要求就非常嚴(yán)格，等等。這些根據(jù)不同的要求，選擇符合自己的操作系統(tǒng)，能對(duì)開發(fā)工作有更大的幫助。
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