嵌入式操作系统概述

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主流嵌入式操作系统介绍

主流嵌入式操作系统介绍

主流嵌入式操作系统介绍嵌入式操作系统,又称为嵌入式操作平台,是针对特定应用领域和硬件平台所设计和优化的操作系统。

它主要用于控制、管理和运行嵌入式设备,如智能手机、家用电器、汽车控制系统等。

本文将介绍几种主流的嵌入式操作系统。

一、嵌入式Linux嵌入式Linux是指将Linux操作系统适配嵌入式设备的一种形式,它保留了Linux操作系统的优点,如开源、稳定、成熟的生态系统等。

嵌入式Linux具有丰富的设备驱动、多任务管理能力和良好的可扩展性,可以在各种硬件平台上运行。

在嵌入式Linux中,通常使用的是裁剪版的Linux内核,该内核只保留了必要的功能和驱动程序,以节省存储空间和资源,并提高嵌入式设备的运行效率。

嵌入式Linux还提供了适用于嵌入式设备的工具链和库文件,方便开发人员进行应用程序的开发和调试。

二、嵌入式Windows嵌入式Windows是指将微软的Windows操作系统适配嵌入式设备的一种形式。

与桌面版的Windows相比,嵌入式Windows通常经过了裁剪和优化,以适应嵌入式设备的资源限制和实时性要求。

嵌入式Windows具有直观易用的界面和丰富的应用生态系统,开发人员可以使用熟悉的开发工具和编程语言进行应用程序的开发。

嵌入式Windows还提供了强大的多媒体处理能力和网络连接功能,适用于需要图形界面和复杂功能的嵌入式设备。

三、嵌入式Android嵌入式Android是指将谷歌的Android操作系统适配嵌入式设备的一种形式。

嵌入式Android基于Linux内核,具有开源性和稳定性的特点,同时融合了丰富的应用生态系统和用户界面设计。

嵌入式Android支持多任务管理、开放式应用程序架构和丰富的应用程序开发接口,方便开发人员进行自定义应用的开发。

嵌入式Android还支持网络连接和云服务,适用于需要与互联网进行交互的嵌入式设备。

四、实时操作系统实时操作系统(RTOS)是一种专门设计用于实时应用的嵌入式操作系统。

3、嵌入式操作系统介绍

3、嵌入式操作系统介绍
嵌入式系统设计与实例开发
——ARM与C/OS-Ⅱ
北京航空航天大学 智能嵌入式技术工作室
王田苗 魏洪兴
1
第四讲、嵌入式实时操作系统分析
一、操作系统概述 二、嵌入式实时操作系统C/OS 三、嵌入式Linux简介 四、WinCE
2
一、操作系统的发展
串行处理 简单批处理系统——IBMSYS 多通道程序批处理系统 分时操作系统 实时操作系统
33
任务控制块结构
Struct os_tcb {
OS_STK *OSTCBStkPtr;
struct os_tcb *OSTCBNext; struct os_tcb *OSTCBprev;
事件控制块的指针
OS_EVENT *OSTCBEventPtr;
void
*OSTCBMsg;
INT16U OSTCBDly; INT8U OSTCBStat;
21
µC/OS-II提供的系统服务
信号量 带互斥机制的信号量
减少优先级倒置的问题 事件标志 消息信箱 消息队列 内存管理 时钟管理 任务管理
22
µC/GUI and µC/FS
µC/GUI 嵌入式的用户界面 用ANSI C书写 支持任何8, 16, 32-bits CPU 彩色,灰、度,等级或黑白显示 代码尺寸小
3
批处理操作系统
工作方式: 用户将作业交给系统操作员 系统操作员将许多用户的作业组成一批作业 之后输入到计算机中,在系统中形成一个自动转接
的连续的作业流 启动操作系统 系统自动、依次执行每个作业 最后由操作员将作业结果交给用户
4
分时操作系统
工作方式:
一台主机连接了若干个终端 每个终端有一个用户在使用 交互式的向系统提出命令请求 系统接受每个用户的命令 采用时间片轮转方式处理服务请求 并通过交互方式在终端上向用户显示结果 用户根据上步结果发出下道命令

嵌入式系统概述

嵌入式系统概述

• SOC可以分为通用和专用两类。通用系 列包括Siemens的TriCore,Motorola的MCore , 某 些 ARM 系 列 器 件 , Echelon 和 Motorola联合研制的Neuron芯片等。专用 SOC一般专用于某个或某类系统中,不 为一般用户所知。一个有代表性的产品 是Philips的Smart XA。
• 系统软件(OS)的高实时性是基本要求 在多任务嵌入式系统中,对重要性各不 相同的任务进行统筹兼顾的合理调度是 保证每个任务及时执行的关键,单纯通 过提高处理器速度是无法完成和没有效 率的这种任务调度只能由优化编写的系 统软件来完成,因此系统软件的高实时 性是基本要求。
嵌入式系统软件需要RTOS开 发平台
嵌入式片上系统(SOC)
• 随着EDI的推广和VLSI设计的普及化,及半导体 工艺的迅速发展,在一个硅片上实现一个更为复 杂的系统的时代已来临,这就是 SOC。各种通用 处理器内核将作为SOC设计公司的标准库,成为 VLSI设计中一种标准的器件,用标准的VHDL等 语言描述,存储在器件库中。用户只需定义出其 整个应用系统,仿真通过后就可以将设计图交给 半导体工厂制作样品。这样除个别无法集成的器 件以外,整个嵌入式系统大部分均可集成到一块 或几块芯片中去,应用系统电路板将变得很简洁, 对于减小体积和功耗、提高可靠性非常有利。
• 新型的微控制器指令及SOC速度不断提高, 存储器空间也相应加大,已经达到甚至 超过了目前的通用计算机中的微处理器, 为嵌入式系统工程师采用过去一直不敢 问津的C++语言创造了条件。C++语言强 大的类、继承等功能更便于实现复杂的 程序功能。
• 但是C++语言为了支持复杂的语法,在代 码生成效率方面不免有所下降。为此, 1995年初在日本成立的Embedded C++技 术委员会经过几年的研究,针对嵌入式 应用制订了减小代码尺寸的EC++标准。

嵌入式实时操作系统简介

嵌入式实时操作系统简介

嵌入式实时操作系统简介嵌入式实时操作系统简介一:引言嵌入式实时操作系统(RTOS)是一类特殊的操作系统,用于控制和管理嵌入式系统中的实时任务。

本文将介绍嵌入式实时操作系统的基本概念、特点和应用领域。

二:嵌入式实时操作系统的定义1. 实时操作系统的概念实时操作系统是一种能够处理实时任务的操作系统。

实时任务是指必须在严格的时间约束内完成的任务,例如航空航天、工业自动化和医疗设备等领域的应用。

2. 嵌入式实时操作系统的特点嵌入式实时操作系统相比于通用操作系统具有以下特点:- 实时性:能够满足严格的时间要求,保证实时任务的及时响应。

- 可靠性:具备高可用性和容错能力,能够保证系统的稳定运行。

- 精简性:占用资源少,适应嵌入式系统的有限硬件资源。

- 可定制性:能够根据具体应用需求进行定制和优化。

三:嵌入式实时操作系统的体系结构1. 内核嵌入式实时操作系统的核心部分,负责任务和资源管理、中断处理和调度算法等。

- 任务管理:包括任务的创建、删除、挂起和恢复等。

- 资源管理:包括内存、文件系统、网络资源等的管理。

- 中断处理:负责中断的响应和处理。

- 调度算法:根据任务的优先级和调度策略进行任务的调度。

2. 设备管理嵌入式实时操作系统需要与各种外设进行通信和交互,设备管理模块负责管理设备驱动、中断处理和设备的抽象接口等。

3. 系统服务提供一系列系统服务,例如时钟管理、内存管理和文件系统等,以支持应用程序的运行。

四:嵌入式实时操作系统的应用领域嵌入式实时操作系统广泛应用于以下领域:1. 工业自动化:用于控制和监控工业设备和生产过程。

2. 航空航天:用于飞行控制、导航和通信系统。

3. 交通运输:用于车辆控制和交通管理。

4. 医疗设备:用于医疗仪器和设备控制和数据处理。

附件:本文档附带示例代码和案例分析供参考。

注释:1. 实时任务:Real-Time Task,简称RTT。

2. 嵌入式系统:Embedded System,简称ES。

嵌入式操作系统基础知识

嵌入式操作系统基础知识

嵌入式操作系统基础知识嵌入式操作系统是指运行在嵌入式系统中的操作系统。

它是一种特殊的操作系统,具有高度的实时性、可靠性和稳定性,应用于嵌入式系统领域。

嵌入式操作系统的基础知识包括操作系统的概念、嵌入式系统的特点、嵌入式操作系统的分类、嵌入式操作系统的设计原则以及嵌入式操作系统的应用等方面。

首先,操作系统是指管理计算机软硬件资源、控制程序运行、为用户提供接口的系统软件。

在嵌入式系统中,操作系统需要具有高度的实时性和可靠性,能够适应各种硬件平台和应用环境。

其次,嵌入式系统的特点主要包括资源受限、功耗低、体积小、价格低等方面。

这些特点对于嵌入式操作系统的设计和实现都提出了更高的要求。

嵌入式操作系统可以分为裸机操作系统和实时操作系统两种。

裸机操作系统是指没有任何操作系统支持的程序设计,程序本身必须包括对外设的访问和处理,开发难度较大;实时操作系统是指具有高度实时性的操作系统,其特点是实时性好、可靠性高、效率高,常用于控制系统等领域。

常见的实时操作系统包括VxWorks、RTLinux等。

嵌入式操作系统的设计原则主要包括简洁、高效、可靠、可移植等方面。

简洁是指嵌入式操作系统的核心功能尽量简单,代码量要小;高效是指嵌入式操作系统要具有快速响应、占用空间小等特点;可靠是指嵌入式操作系统要具有稳定性、可用性、可维护性等特点;可移植是指嵌入式操作系统应该能够适应各种硬件平台和应用环境。

嵌入式操作系统的应用广泛,包括通信设备、工业自动化、医疗设备、汽车电子、智能家居等领域。

例如,手机中的操作系统就是嵌入式操作系统之一。

总之,嵌入式操作系统是一个广泛应用于嵌入式系统领域的特殊操作系统,具有高度的实时性、可靠性和稳定性。

在嵌入式操作系统的设计和实现中,需要遵循简洁、高效、可靠、可移植等设计原则。

嵌入式操作系统的应用范围广泛,在各种电子产品中都有应用。

第01章、嵌入式系统概述

第01章、嵌入式系统概述
功能 可靠性 成本 体积 功耗
4
嵌入式系统的例子

手机: 应用最广的嵌入式系统 汽车:电子系统控制 机床:动作监视与控制 洗衣机:旋转控制,水流控制 数码照相机:读写数据卡 打印机:打印强度,颜色,翻页 飞机:参数控制 …
5
1.1.2 嵌入式系统的组成
Vxworks
16
Windows CE
WinCE主要应用于PDA,以及智能电话(smart phone)等多媒 体网络产品。微软于2004年推出了代号为“Macallan”的新版 WinCE系列的操作系统。 Windows 的目的,是让不同语言所写的程序可以在不 同的硬件上执行,也就是所谓的.NET Compact Framework,在这 个Framework下的应用程序与硬件互相独立无关。而核心本身是 一个支持多线程以及多CPU的操作系统。在工作调度方面,为了 提高系统的实时性,主要设置了256级的工作优先级以及可嵌入 式中断处理。 如同在PC Desktop环境,Windows CE系列在通信和网络的能 力,以及多媒体方面极具优势。其提供的协议软件非常完整,甚 至还提供了有保密与验证的加密通信,如PCT/SSL。而在多媒体 方面,目前在PC上执行的Windows Media和DirectX都已经应用到 Windows CE 3.0以上的平台,其主要功能就是对图形、影音进行 编码译码,以及对多媒体信号进行处理。 17
12
2.ARM微处理器的特点,采用RISC架构的ARM微处理器具有如下特点: 体积小、低功耗、低成本、高性能; 支持Thumb(16位)/ARM(32位)双指令集,兼容8位/16位器件; 大量使用寄存器,指令执行速度更快; 大多数数据操作都在寄存器中完成; 寻址方式灵活简单,执行效率高; 指令长度固定 3.ARM微处理器系列 ARM7系列 ARM9系列 ARM9E系列 ARM10E系列 SecurCore系列 Intel的StrongARM Intel的Xscale 其中,ARM7、ARM9、ARM9E和ARM10E为4个通用处理器系列,每一个系 列提供一套相对独特的性能来满足不同应用领域的需求。如ARM7系列适用 于工业控制、网络设备、移动电话等应用;ARM9、ARM9E和ARM10E系列则 更适合无线设备、消费类电子产品的设计。SecurCore系列专门为安全要 13 求较高的应用而设计。

嵌入式操作系统论述

嵌入式操作系统论述

套 C U寄存器和 自己的栈空间 。典型地 、 P 每个任务都 是一
个 无 限的循环 。每个任务都 处在 以下 5种 状态之 一 的状态 下 。 5种状态是休 眠态 , 这 就绪 态 、 行态 、 运 挂起态( 等待某 一 事件发生) 和被 中断态 。休眠态相 当于该任务驻 留在 内存 中, 但 并不被 多任务 内核所调度 。就绪 意味着 该任务 已经 准备 好, 可以运行 了 , 由于该 任务 的优先 级 比正在运 行 的任 务 但
握 了 C U的控制权 , P 正在运行 中。挂起状 态也 可以叫做等待
事件态 WA TN II G,指该任务在等待 ,等待某一事件 的发生 , ( 例如等待某外设的 I / O操作 , 等待某共享资源 由暂不 能使用 变成能 使用状态 , 等待定 时脉冲的到来或 等待超时信号 的到 来 以结束 目前 的等待 , 等等) 最后 , 。 发生 中断时 , P C U提供相
的优先 级低 , 暂时不能运行。运行态 的任务是指该任 务掌 还
功能, 如进程调度 、 内存管理 以及 中断处理等 , 同时要具 有小 巧 、 度快和 响应 可预测性 等特 点 , 须保证 实时 任务在 要 速 必 求 的时 间内完成 。要 注意的是 , 实时特性不是嵌 入式系统所 必需 的 , 具备较好实 时性 的嵌 入式操作系统严 格 的讲应该 是 嵌入式实时操作系统。由于嵌入式系统很 多情 况下是用 于工 控等场合 ,所 以绝大 多数的情况都对实 时性有一定 的要求 。 嵌入式 系统一般 没有 外部存储器 , 所有 的程序 和数据都装 在 Fah 固态 的电子盘上 。 l 等 s
【 摘
要】 本章主要介绍 了 嵌入 式操 作 系统 , 并着重描 述 了嵌入式 t /SI操作 系统的优缺点和在 开发 中嵌入式  ̄ /S x O— C I CO —

4-1-嵌入式操作系统概述

4-1-嵌入式操作系统概述



嵌入式Linux概览 使用嵌入式Linux的开发过程 嵌入式Linux与Windows CE


各种设备中:
NASA 个人助理
从系统设计
Linux 操 作系统选 择 操作系统的移植 与改进
Rehat,bluecat,RT Linux,Monta Vista Linux,RTAI,… http://www.gn … Tekram,HP,Intel, …

缺少某些OS特性 保证时限要求是设计者自己的任务(系统的灵活性带 来的弊端) 不支持很多应用和APIs(只支持部分POSIX标准的函 数集) 尽管采用了平板式内存管理,但是由于内存的动态 分配,仍然存在内存段,这样仍然存在时间上的不 可预测性



应用领域主要局限在对实时性要求较严格的硬实时 系统中 带给用户最大的控制权的同时,用户对系统的实时 性调度责任也更大
EOS的发展大致可分四个阶段: 4. 以基于Internet为标志的嵌入式系统。 这是一个正在迅速发展的阶段。 目前大多数嵌入式系统还孤立于Internet 之外,但随着Internet的发展及Internet 技术与信息家电、工控技术等结合日益密 切,嵌入式设备与Internet的结合将代表 着嵌入式技术的真正未来。


OS是对计算机资源进行管理的程序集合, 提供人机接口,其结构直接影响系统性能。 OS的结构通常分为4种:
1. 2. 3. 4. 单体结构、 分层结构、 虚拟机系统、 客户/服务器(C/S)系统



实际上是一个无结构的系统,OS是一组过 程的集合,每一个过程都可以任意调用其 它过程。 系统中的每一个过程实现的功能不同,需 要不同的I/O参数,有定义好的接口。 应用:早期,用户自行设计的监控程序

主流嵌入式操作系统介绍

主流嵌入式操作系统介绍

主流嵌入式操作系统介绍嵌入式系统是以应用为中心,软硬件可裁减的,适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。

具有软件代码小、高度自动化、响应速度快等特点,特别适合于要求实时和多任务的体系。

嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统及应用软件系统等组成,它是可独立工作的“器件”。

嵌入式操作系统EOS(Embedded OperatingSystem)是一种用途广泛的系统软件,过去它主要应用于工业控制和国防系统领域。

EOS负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配、调度工作,控制协调并发活动;它必须体现其所在系统的特征,能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。

目前,已推出一些应用比较成功的EOS产品系列。

随着Internet技术的发展、信息家电的普及应用及EOS的微型化和专业化,EOS开始从单一的弱功能向高专业化的强功能方向发展。

嵌人式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固态化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。

EOS是相对于一般操作系统而言的,它除具备了一般操作系统最基本的功能,如任务调度、同步机制、中断处理、文件功能等外,还有以下特点:(1)可装卸性。

开放性、可伸缩性的体系结构。

(2)强实时性。

EOS实时性一般较强,可用于各种设备控制当中。

(3)统一的接口。

提供各种设备驱动接入.(4)操作方便、简单、提供友好的图形GUI,图形界面,追求易学易用.(5)提供强大的网络功能,支持TCP/IP协议及其它协议,提供TCP/UDP/IP/PPP协议支持及统一的MAC访问层接口,为各种移动计算设备预留接口.(6)强稳定性,弱交互性。

嵌入式系统一旦开始运行就不需要用户过多的干预,这就要负责系统管理的EOS臭有较强的稳定性。

嵌入式操作系统的用户接日一般不提供操作命令,它通过系统调用命令向用户程序提供服务。

(7)固化代码。

在嵌入系统中,嵌入式操作系统和应用软件被固化在嵌入式系统计算机的ROM中。

第1章 嵌入式系统概述1

第1章 嵌入式系统概述1

1.4.5 ARM10E处理器系列
ARM10E系列处理器采用了新的节能模式, 提供了64位的Load/Store体系,支持包括向量 操作的满足IEEE 754的浮点运算协处理器,系 统集成更加方便,拥有完整的硬件和软件开发 工具。ARM10E系列包括ARM1020E、ARM1022E 和ARM1026EJ-S三种类型。
1.嵌入式系统硬件平台
嵌入式系统硬件平台是整个嵌入式操作系 统和应用程序运行的硬件平台,不同的应用通 常有不同的硬件环境。在嵌入式系统中硬件平 台具有多样性的特点。
(1)嵌入式RISC微处理器 (2)嵌入式CISC微处理器
表1-1
RISC和CISC之间主要的区别
RISC 一个周期执行一条指令,通 过简单指令的组合实现复杂 操作;指令长度固定 流水线每周期前进一步 更多通用寄存器 独立的Load和Store指令完成 数据在寄存器和外部存储器 之间的传输 CISC 指令长度不固定,执行需要多 个周期 指令的执行需要调用微代码的 一个微程序 用于特定目的的专用寄存器 处理器能够直接处理存储器中 的数据
Cortex-M3改进了代码密度,减少了中断 延时并有更低的功耗。Cortex-M3中实现了最 新的Thumb-2指令集。MPCore提供了Cache的 一致性,每个支持1~4个ARM11核,这种设计 为现代消费类产品对性能和功耗的需求进行了 很好的平衡。
1.4.10 各种处理器系列之间的比较
表1-3 ARM系列处理器属性比较
ARM9/9E系列
向量浮点运算(Vector Floating Point)系列
ARM系列
ARM10E系列
包含类型
ARM1020E ARM1022E ARM1026EJ-S
ARM11系列

嵌入式操作系统综述

嵌入式操作系统综述

嵌入式操作系统综述摘要嵌入式系统是以嵌入式计算机为技术核心,面向用户、面向产品、面向应用,软硬件可裁减的,适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性能有严格要求的专用计算机系统。

嵌入式系统通常具有可裁剪性,实时性,可靠性等特点。

本文介绍了两种开源嵌入式操作系统RTLinux和RTEMS以及BEPC目前正在使用的操作系统VxWorks的概况,并对这三种操作系统的性能进行比较,为BEPCII 的控制系统将采用何种嵌入式操作系统进行论证。

1.引言随着信息家电的普及,智能化、网络化将会无所不在,所有这些都离不开嵌入式软件,而在嵌入式软件中最核心的莫过于RTOS(Real Time Operating System,实时操作系统)。

在国内,提到嵌入式系统,人们更多地想到的是占据市场很大份额的Linux和VxWorks,而很少有人会提到RTEMS。

然而,近年来,RTEMS 凭借着它的自身优势异军突起,正逐步为人们所熟识。

相比之下,Linux虽然很多设计理念更适合PC,但占用资源较多,最后可能导致产品成本过高或者质量不可控。

而VxWorks是一种收费的操作系统,若要使用,就要缴纳数量不菲的费用。

三者各有优劣,但它们各自的综合性能如何呢?在下面的各章节中,本文将逐步介绍这三种系统,并对其性能进行深入的对比。

2.RTLinux、VxWorks和RTEMS的概述2.1. RTLinux操作系统综述RTLinux开发始于美国新墨西哥州矿业大学,目前由FSMlabs公司进行开发工作,该产品受美国专利保护。

系统结构我们知道,Linux是一个通用操作系统,将它应用于嵌入式实时环境有许多缺点和不足,特别是在运行内核线程时,Linux会关闭中断,其它的问题还包括分时的调度,虚拟文件系统的时间不确定性,缺乏高精度的计时等。

RTLinux使用众所周知的虚拟机技术的简单方案来解决上面提到的问题,增加了一个仿真程序来替换Linux的底层中断程序。

嵌入式操作系统的研究与应用

嵌入式操作系统的研究与应用

嵌入式操作系统的研究与应用嵌入式操作系统是一种被广泛应用于嵌入式设备中的操作系统。

它具有低功耗、高效率、高可靠性等特点,在汽车、工业、医疗等领域有着广泛的应用。

本文将从嵌入式操作系统的定义、研究和应用三个方面探讨这一主题。

一、嵌入式操作系统的定义嵌入式操作系统是一种能够在资源受限的嵌入式系统内运行的操作系统。

它与普通的桌面操作系统不同,嵌入式操作系统需要满足以下要求:1.低功耗:嵌入式设备通常使用电池等低功耗电源,因此嵌入式操作系统需要具有较低的功耗。

2.小尺寸:嵌入式设备的尺寸通常比较小,因此嵌入式操作系统需要具有小尺寸、轻量级的特点。

3.高效率:嵌入式设备通常需要实时响应,因此嵌入式操作系统需要具有高效率的特点。

4.高可靠性:嵌入式设备往往被用于一些重要场合,因此嵌入式操作系统需要具有高可靠性的特点。

嵌入式操作系统常见的有uc/OS-II、FreeRTOS、μC/OS等。

二、嵌入式操作系统的研究嵌入式操作系统的研究主要集中于以下几个方面:1.系统固化:将操作系统与应用程序一起固化在芯片内,以减少系统资源的占用和提高系统的可靠性。

2.系统优化:对操作系统进行优化,以提高系统的性能和效率。

3.系统设计:根据不同的应用场景,设计出适应性强、效率高、可靠性强的嵌入式操作系统。

4.系统测试:对嵌入式操作系统进行测试,以确保系统运行的稳定性和可靠性。

5.系统安全:对嵌入式操作系统进行安全设计和加密,以防止系统被攻击和数据泄露。

嵌入式操作系统的研究不仅在理论上有所深入,还在实践应用中不断得到完善和提高。

三、嵌入式操作系统的应用嵌入式操作系统已经被广泛应用于以下领域:1.汽车:在现代汽车中,嵌入式操作系统被用来实现很多功能,如动力总线、车载娱乐等,它的应用使得车辆的安全性、舒适度得以提高。

2.工业:在工业控制中,嵌入式操作系统被用来实现自动化生产和物流管理等,它的应用使得生产效率得以提高。

3.医疗:在医疗器械中,嵌入式操作系统被用来控制和监测医疗设备,如超声诊断仪等,它的应用使得医疗工作得以准确、精细。

嵌入式操作系统的种类与特点

嵌入式操作系统的种类与特点

嵌入式操作系统的种类与特点嵌入式操作系统的种类与特点一、嵌入式操作系统的定义及概述嵌入式操作系统是一种用于嵌入式系统的专用操作系统,主要应用于各种嵌入式设备,如智能方式、电视机、汽车电子系统等。

它具有小巧、高效、稳定的特点,并能提供特定领域的功能和服务。

二、常见的嵌入式操作系统1.Linux- 特点:开放源代码、稳定可靠、支持多种处理器架构、良好的网络和文件系统支持。

- 应用领域:智能方式、路由器、智能电视等。

2.Android- 特点:基于Linux内核,免费的开放源代码平台、丰富的应用生态系统、强大的多媒体功能、良好的用户界面。

- 应用领域:智能方式、平板电脑、智能电视等。

3.Windows Embedded系列- 特点:稳定可靠、易于开发、支持多种硬件平台、强大的图形用户界面。

- 应用领域:工控设备、POS收银机、游戏机等。

4.RTOS(实时操作系统)- 特点:严格的时间截止要求、实时性高、可靠性强。

- 应用领域:航空航天、医疗设备、工业自动化等。

三、嵌入式操作系统的特点1.实时性嵌入式操作系统具有严格的时间截止要求,能够及时响应外部事件,保证实时性。

2.稳定性嵌入式操作系统需要长时间运行且稳定可靠,不能频繁出现崩溃和死机现象。

3.资源管理嵌入式操作系统需要对有限的资源进行有效的管理,如内存管理、处理器调度等。

4.低功耗嵌入式设备通常使用电池供电,因此嵌入式操作系统需要能够优化能源消耗,延长设备的使用时间。

5.可移植性嵌入式操作系统需要支持多种处理器架构和硬件平台,具有良好的可移植性。

四、附件本文档没有附件。

五、法律名词及注释无。

vxworks

vxworks

Vxworks操作系统(概要)一嵌入式操作系统概述(5 Min)1.嵌入式操作系统的形成●无操作系统的嵌入程序阶段这一阶段的嵌入式系统是以可编程控制器的形式、以单芯片为核心的系统,同时具有与一些监测、伺服、指示设备相配合的功能。

这种系统大部分应用于一些专业性极强的工业控制系统中,一般没有明显的被称为操作系统(RTOS)的支持,而是通过汇编语言编程对系统进行直接控制,运行结束后清除内存。

这一阶段系统的主要特点是系统结构和功能都相对单一,针对性强,但无操作系统支持,几乎没有用户接口。

●简单监控式的专用操作系统阶段这一阶段的嵌入式系统主要以嵌入式处理器为基础、以简单监控式操作系统为核心。

系统的特点是处理器种类繁多,通用性比较弱;系统开销小,效率高;系统一般配备系统仿真器,具有一定的兼容性和扩展性;操作系统的用户界面不够友好,其主要用来控制系统负载以及监控应用程序运行。

●通用的嵌入式操作系统阶段以通用型嵌入式实时操作系统(RTOS)为标志的嵌入式系统。

如VxWorks、pSOS、OS-9、Windows CE就是这一阶段的典型代表。

这一阶段系统的特点是能运行在各种不同类型强大的微处理器上;具有强大的通用型操作系统的功能,如具备了文件和目录管理、多任务、设备支持、网络支持、图形窗口以及用户界面等功能;具有大量的丰富的应用程序接口(API)和嵌入式应用软件丰富。

2.嵌入式操作系统特点概述●可移植性●可裁减性●可靠性●实时性●体积小、占用资源少3.现有的嵌入式操作系统简介●对几种主流操作系统进行简要介绍✧Windows Embedded族◆Windows Embedded操作系统产品家族由2种操作系统组成:WinCE、WinXP Embedded◆总体来看,Windows CE .NET是一个可定制的实时操作系统,能够用来快速构建下一代的智能、小巧的互联设备。

WindowsCE .NET可以运行在多种中央处理器(CPU)上,适用于各种设备类型:移动手持设备、瘦客户机、IP电话以及自动化工业控制设备。

嵌入式操作系统与嵌入式处理器

嵌入式操作系统与嵌入式处理器

嵌入式操作系统与嵌入式处理器1 嵌入式系统嵌入式系统(Embedded System,ES)是将先进的微电子技术、通讯技术和计算机技术与各个具体应用领域相结合的产物,是一个资金技术密集且高度集成创新的知识系统。

嵌入式系统是以应用为中心,计算机技术为基础,软硬件可裁剪,适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗等方面有严格要求的专用计算机系统。

因此,它具有“嵌入性”、“专有性”和“计算机系统”三个基本要素,其中“嵌入性”是它的特征,“专有性”是它的灵魂,“计算机系统”是它的本质。

根据IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers 电气电子工程师协会)从它的用途来定义,嵌入式系统是用来监视、控制或者辅助机器和设备运行的系统[2]。

其实嵌入式系统就是微操作系统和功能软件的集成,在以微处理器为核心的微型计算机硬件体系中所形成的简易便捷,稳定可靠,经济实用的机电一体化产品。

2 嵌入式处理器嵌入式处理器(Embedded Processor,EP)与通用处理器最大的区别就在于嵌入式处理器大多工作在为不同用户群所设计的特定系统中,它常常将通用处理器中许多由板卡完成的功能集成到芯片内部,从而有利于实现嵌入式系统设计的微型化,同时又保证了较高的可靠性和处理效率。

到目前为止,全球嵌入式处理器的种类已经超过1000多种,其中以ARM、MIPS、Power PC、Motorola 68K、X86等体系结构最为常见,一般将嵌入式处理器分成以下四类:1)嵌入式微控制器 (Microcontroller Unit,MCU);2)嵌入式微处理器 (Embedded Microprocessor Unit,EMPU);3)嵌入式DSP处理器(Embedded Digital Signal Processor,EDSP);4)片上系统(System On Chip,SOC)。

第二章uc-os概述__嵌入式操作系统

第二章uc-os概述__嵌入式操作系统

任务调度
调度工作
最高优先级任务 的寻找
通过建立就绪列表实现 u C / O S 中的每一个任 务都有独立的堆栈空间 ,并有一个称为任务控 制块TCB(Task Control Block)的数据结构,其 中第一个成员变量就是 保存的任务堆栈指针。
任务切换
任务调度模块首先用 变量 OSTCBHighRdy 记 录当前最高级就绪任 务的TCB 地址,然 后调用 OS_TASK_SW()函 数来进行任务切换
uC/OS-II 体系结构
用户应用程序 uC/OS-II与应用程序相关 uC/OS-II与处理器无关的代码 OS_CORE.C OS_Q.C 的代码 OS_FLAG.C OS_SEM.C OS_MBOX.C OS_TASK.C OS_CFG.H OS_MEM.C OS_TIME.C OS_MUTEX.C uC/OS-II.C INCLUDES.H uC/OS-II.H
任务间通信与同步
同步对象
信号量
事件
邮箱
消息队列
任务调度



uC/OS-II 采用的是可剥夺型实时多任务 内核。可剥夺型的实时内核在任何时候都 运行就绪了的最高优先级的任务。 uC/os-II的任务调度是完全基于任务优先 级的抢占式调度,也就是最高优先级的任 务一旦处于就绪状态,则立即抢占正在运 行的低优先级任务的处理器资源。 为了简化系统设计,uC/OS-II规定所有 任务的优先级不同,因为任务的优先级也 同时唯一标志了该任务本身
嵌入式操作系统uc/os概述
2.1 uc/os简介
2.2 uC/OS-II工作原理
2.3 uC/OS-II基本系统服务
2.4 uC/OS-II体系结构 2.5 uC/OS-II移植 2.6 uC/OS-II开发
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简介:的设计者所著
,世界上最权威的教材。详细
描述了的工作原理,随书的中
包含了源代码。
参考书籍 《现代操作系统》 作者: ;出版社:机械工业
出版社
关于本课程
课程内容 课程目的 课程考核
学科பைடு நூலகம்设 弥补电子学科的学生在操作系
统知识方面的短板 职业培养 嵌入式系统开发技能 意识和思维方法 软件开发和系统管理的角度
第一阶段:前后台系统
后台行为:应用程序是一个无限的循环,循环中 调用相应的函数完成相应的操作
前台行为:中断服务程序处理异步事件 特征 靠中断服务来保证时间相关性很强的关键操作 最坏情况下的任务级响应时间取决于整个循环的
执行时间 循环执行时间不是常数,无法确定程序经过某一
特定部分的准确时间 如果程序修改了,循环的时序也会受到影响
形窗口以及用户界面等功能; 具有大量的应用程序接口; 嵌入式应用软件丰富。
的发展及趋势
趋势:网络操作系统
网络化的嵌入式操作系统 以虚拟机或浏览器为核心; 具有高度的模块化和扩展性; 硬件资源虚拟化可云计算; 应用软件网络化可跨平台。
的发展及趋势
嵌入式操作系统分类
从应用角度分类: 通用嵌入式操作系统 专用嵌入式操作系统 非开放,产品专用 从实时性角度分类: 分时操作系统( , ) 分时操作,无实时性要求 实时操作系统( , ) 强实时/硬实时( )操作系统 弱实时/软实时( )操作系统
的发展及趋势 前后台系统
前台
采用前后台系统设计 的产品,例如微波炉 、电话机、玩具等, 从省电的角度出发, 平时微处理器处在停 机状态(),所有的事 都靠中断服务来完成 。
后台
的发展及趋势
第二阶段:简单操作系统
以为基础、简单操作系统为核心的嵌入式系统 种类繁多,通用性比较差; 系统开销小(<1),效率高; 一般配备系统仿真器,操作系统具有一定的兼容性和扩展
嵌入式应用软件 嵌入式操作系统
硬件
嵌入式操作系统基本概念
及通用操作系统的联系及区别
用于嵌入式设备的操作系统,具有通用操作系统的基本特 点,能够实现多任务的管理
特征 系统实时性(中断响应时间、任务切换时间等) 硬件的相关依赖性 应用的专用性 可裁剪性 可扩展性(内核、中间件) 可靠性
关于本课程
课程内容 课程目的 课程考核
考核形式 期末:开卷笔试 平时:大作业(3次) 考核成绩 期末:80% 平时:20%
嵌入式操作系统基本概念
名词:嵌入式操作系统
, 用于嵌入式系统的操作系统
操作 系统
嵌入式 嵌入式 操作系统 系统
嵌入式操作系统基本概念
及嵌入式系统的关系
管理嵌入式系统的所有硬件资源,为应用软件提 供服务支持
性; 应用软件较专业,用户界面不够友好; 系统主要用来控制系统负载以及监控应用程序运行。
的发展及趋势
第三阶段:复杂操作系统
以为基础,较为复杂和通用的嵌入式操作系统 能运行于各种类型的微处理器上,兼容性好; 内核精小、效率高,具有高度的模块化和扩展性; 具备文件和目录管理、设备支持、多任务、网络支持、图
嵌入式操作系统
概述
关于本课程 嵌入式操作系统的基本概念 嵌入式操作系统的发展及趋势
关于本课程
课程内容 课程目的 课程考核
基于讲解嵌入式操作系统的基本原 理
要求掌握任务管理、任务间通信、 中断管理和内存管理的原理及实现 方法
介绍嵌入式操作系统的体系架构、 基本开发流程、驱动和应用设计方 法等
开发者: 公司(美国)
发布时间: 1992年 1998年, 2009年, 特点:代码体积小(2)、可配置、效率高、实时性强、
可移植性强(100% C),商业软件(核心代码公开)
应用:音响家电、医疗器械、发动机控制、汽车电子、自 动提款机等
网址:
嵌入式操作系统资源
freeRTOS CooCox CoOS RTX/RL-ARM/RL-RTX CMX-RTX Rtems eCos RT-Thread Nucleus threadX uTenux uCOS
关于本课程
课程内容 课程目的 课程考核
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章
概述 系统架构及任务管理 任务间通信 中断管理 内存管理 嵌入式体系架构 嵌入式开发
关于本课程
课程内容 课程目的 课程考核
教材
《嵌入式实时操作系统》(第 二版)
作者: ;出版社:北京航空 航天大学出版社
嵌入式操作系统基本概念
名词:多任务
在同一时间段内允许多个任务(应用)并发 执行
名词:实时
任务执行需要满足一定的时间约束,包括响 应时间( )和截止时间()
嵌入式操作系统基本概念
嵌入式操作系统无所不在!
的发展及趋势
的发展
嵌入式操作系统的发展追寻着嵌入式系统的硬件 发展
发展的三个阶段
的发展及趋势
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