层次嵌入式操作系统
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。
嵌入式系统中的操作系统选择
嵌入式系统中的操作系统选择在现代的嵌入式系统设计中，选择一个合适的操作系统对于系统的稳定性、性能和适应性都起着至关重要的作用。
基于不同的应用需求，嵌入式系统开发人员可以选择不同的操作系统，在设计阶段就将系统的功能需求和性能需求分别考虑进去，以便完成一个高质量和可靠可控的嵌入式系统。
一般来说，嵌入式系统可以分为实时嵌入式系统和非实时嵌入式系统两类。
实时嵌入式系统对于响应时间、延迟时间和中断处理速度等都有高要求，因此需要选择一种采用实时调度算法的操作系统来满足需求。
而非实时嵌入式系统往往需要处理网络通信、数据管理和多媒体等，需要选择一种非实时操作系统来满足需求。
以下将介绍常用的嵌入式操作系统及其特点。
1. 常见的实时操作系统（1）FreeRTOSFreeRTOS是一种基于内核抢占的实时操作系统，通常用于小型嵌入式系统。
它提供了小巧、可移植、高效的内核，并包含了许多功能实现的细节，使得它成为程序员和工程师的首选。
它适用于单一应用程序和多任务应用程序，并且可以方便地配置和扩展。
（2）VxWorksVxWorks是一种实时多任务操作系统，广泛应用于航天、军事、网络、机器人和医疗等领域。
它支持多种处理器架构、网络协议、文件系统和通信协议，并且具有高度可靠性和可扩展性。
它还支持多种开发环境和调试工具，使得开发和测试嵌入式系统变得非常方便。
（3）μC/OSμC/OS是一种小型实时操作系统，适用于单片机和其他小型处理器。
它提供了可定制的底层接口和一组高效的内核，可支持多任务、多线程、多进程和中断处理。
它具有小巧、高效、可移植和可扩展等特点，被广泛应用于汽车控制、仪器仪表、家电应用等领域。
2. 常见的非实时操作系统（1）LinuxLinux是一种开源的普通操作系统，它的内核是非实时的，可以应用于各种嵌入式系统。
它拥有强大的网络功能、通用文件系统和各种可用的驱动程序、应用程序等。
由于它是开源的，因此在开发过程中可以得到广泛的技术支持和文档资料，具有良好的可扩展性和稳定性。
winCE嵌入式操作系统介绍
Windows CE 嵌入式系统Windows CE是Microsoft公司的嵌入式操作系统产品。
它是一个紧凑、高效和可扩展的操作系统，具有多线程、多任务、确定性的实时和完全抢先式优先级的操作系统环境，适合于只有有限硬件资源的硬件系统。
操作系统的定制采用模块化设计方式，便于用户的使用。
支持Win32 API和MFC，具有Windows程序设计经验的用户可迅速掌握其编程方法。
第一章绪论BSPBSP是介于主板硬件和操作系统之间的一层,也可以说是操作系统的一部分,主要目的是为了支持操作系统,使之能够正常地在主板上运行.“嵌入性”、“专用性”和“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素。
一般情况下,嵌入式操作系统可分为两类:一类是面向控制和通信等领域的实时操作系统,如WinRiver公司的VxWorks、ISI公司的pSOS、QNX公司的QNX和ATI的Nucleus等.另一类是面向消费电子产品的非实时操作系统,Windows CE是一个实时操作系统.实时支持功能在以下几个方面提升了Windows CE的性能.(1)支持嵌套中断(2)允许更高优先级别的中断首先得到响应,而不是等待低级别的中断服务线程(IST)(3)更好的线程响应能力(4)对高级别中断服务线程的响应时间上限的要求更加严格,在线程响应能力方面的改进,可帮助开发人员掌握线程转换的具体时间,并通过增强的监控能力和对硬件的控制能力帮助开发人员创建更好的嵌入式应用程序.(5)更多的优先级别,256个优先级别可使开发人员在控制嵌入式系统的时序安排方面有更大的灵活性.(6)更强的控制能力,对系统内的线程数量的控制能力可使开发人员更好地掌握调度程序的工作情况.5 丰富的多媒体和多语言支持第二章Windows CE的体系结构和功能2.1 Windows CE的层次结构2.2 进程、线程与调度2.3 内存管理2.4 存储管理与文件系统2.5 用户界面与图形系2.1.1 微内核结构Windows CE属于比较典型的微内核操作系统在内核中仅仅实现进程、线程、调度及内存管理等最基本的模块,而把图形系统、文件系统及设备驱动程序等等都作为单独的用户进程来实现.这样做显著地提高了系统的稳定性和灵活性.操作系统的结构可分为单体内核结构和微内核结构.传统的UNIX 是单体内核操作系统的代表.单体内核操作系统将图形、设备驱动及文件系统等功能全部在操作系统内核中实现,运行在内核状态和同一地址空间.其优点是减少了进程间通信和状态切换的系统开销,获得较高的运行效率;缺点是内核庞大,占用资源较多且不易剪裁,一旦每个驱动程序出错,就会导致整个系统的崩溃,系统的稳定性、安全性不好.与此相反,微内核系统在内核中只实现那些必须由内核实现的基本功能,而将图形系统、文件系统、设备驱动及通信等功能在内核之外,以系统服务的形式提供各种功能.这种结构的优点是有一个精炼的内核,便于剪裁与移植,而且由于系统服务程序运行在用户地址空间,因而个别驱动程序的错误不至于导致整个系统的崩溃;其不足之处是在运行中用户状态和内核状态频繁地切换,从而导致系统效率不如单体内核.微内核结构用一个水平分层的结构代替了传统的纵向分层的结构。
嵌入式操作系统的通用硬件抽象层设计
嵌入式操作系统的通用硬件抽象层设计摘要：基于嵌入式操作系统硬件抽象层理论，设计一种用于嵌入式操作系统内核开发的通用硬件抽象层平台。
通用硬件抽象层能够为嵌入式操作系统内核的设计开发屏蔽硬件平台的特性，提供统一的硬件相关的服务接口，可以使嵌入式操作系统内核的设计开发不依赖于特定的硬件平台，同时开发的嵌入式操作系统内核具有更强的可移植性。
关键词：嵌入式操作系统通用硬件抽象层（HAL）BSP V开发模式引言为了便于操作系统在不同硬件结构上进行移植，美国微软公司首先提出了将底层与硬件相关的部分单独设计成硬件抽象层美国微软公司提出了将操作系统底层与硬件相关的部分单独设计成硬件抽象层HAL（Hardware Abstraction Layer）的思想。
硬件抽象层的引入大大推动了嵌入式操作系统的通用程度，为嵌入式操作系统的广泛应用提供了可能。
然而，目前BSP形式的硬件抽象层仅仅能够解决有限的几种操作系统在同样有限的BSP所支持的硬件平台上的移植，而对绝大多数需要根据不同嵌入式应用而专门定制的嵌入式操作系统来说能起的作用则非常有限。
1 硬件抽象层原理1.1 硬件抽象层概念嵌入式系统是一类特殊的计算机系统。
它自底向上包括3个主要部分：硬件环境、嵌入式操作系统和嵌入式应用程序。
硬件环境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；因此如何有效地使嵌入式操作应用于各种不同的应用环境，是嵌入式操作系统发展中所必须解决的关键问题。
硬件抽象层通过硬件抽象层接口向操作系统以及应用程序提供对硬件进行抽象后的服务。
当操作系统或应用程序使用硬件抽象层API进行设计时，只要硬件抽象层API能够在下层硬件平台上实现，那么操作系统和应用程序的代码就可以移植。
这样，原先嵌入式系统的3层结构逐步演化为一种4层结构。
图1显示了引入硬件抽象层后的嵌入式系统的结构。
在整个嵌入式系统设计过程中，硬件抽象层同样发挥着不可替代的作用。
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是用于嵌入式系统中的特定目的操作系统，它通常具有较小的内存占用和资源消耗。
嵌入式操作系统的种类繁多，每种都有其特定的特点和适用范围。
本文将介绍几种常见的嵌入式操作系统及其特点。
⒈实时操作系统（RTOS）实时操作系统是一种能够满足实时性要求的操作系统。
它能够以快速和准确的方式对任务请求作出响应，并能够在规定的时间内完成任务。
实时操作系统分为硬实时操作系统和软实时操作系统。
硬实时操作系统要求任务在严格的时间限制内完成，而软实时操作系统可以容忍适度的延迟。
⒉嵌入式 Linux嵌入式 Linux 是基于 Linux 内核开发的嵌入式操作系统。
它具有开源的特点，可以根据需要进行定制和修改。
嵌入式 Linux 适用于需要较强的兼容性和可扩展性的应用场景。
它提供了许多实用的工具和库，使开发人员能够更方便地进行开发和调试。
⒊Windows 嵌入式Windows 嵌入式是微软提供的嵌入式操作系统，它是 Windows 系列操作系统的一个延伸。
Windows 嵌入式具有良好的用户界面和易用性，适用于需要图形化界面和大量第三方应用支持的嵌入式设备。
它提供了丰富的开发工具和技术支持，使开发人员能够更便捷地进行开发和调试。
⒋实时嵌入式操作系统（RTOS）实时嵌入式操作系统是专门设计用于实时应用的操作系统。
它具有低延迟和高可靠性的特点，能够实时响应外部事件，并在最短的时间内完成任务。
实时嵌入式操作系统适用于需要高精度和高效率的实时应用，如航空航天、工业控制等领域。
⒌轻量级操作系统轻量级操作系统是一种占用系统资源较少的操作系统。
它具有较小的内存占用和启动时间，并提供了必要的功能和服务。
轻量级操作系统适用于资源受限的嵌入式设备，如传感器节点、嵌入式网关等。
附件：本文档无涉及附件。
法律名词及注释：⒈实时性要求：指一个系统对任务请求能够在特定时间内作出响应，并完成任务的能力。
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 —
操作系统的实时系统与嵌入式系统
操作系统的实时系统与嵌入式系统操作系统（Operating System）是计算机系统中的一个重要组成部分，它负责管理和控制计算机硬件和软件资源，为应用程序提供良好的运行环境。
在众多的操作系统类型中，实时系统和嵌入式系统是两个特殊的领域，它们具有独特的特点和应用场景。
本文将详细介绍操作系统中的实时系统和嵌入式系统，并探讨它们的区别以及各自的特点。
一、实时系统实时系统是一种对时间要求非常严格的系统。
它需要在规定的时间内完成某种任务，并能够保证任务的响应时间不超过预定的时间限制。
实时系统广泛应用于航空航天、交通控制、医疗设备、工业自动化等领域，其中最典型的实时系统是飞行控制系统。
实时系统分为硬实时系统和软实时系统。
硬实时系统要求任务必须在严格的时间限制内完成，一旦超过了规定的时间限制，系统将会出现严重的后果。
例如飞行控制系统，如果任务在规定的时间内无法完成，可能会导致飞机失控或者发生事故。
相比之下，软实时系统对时间限制要求相对较宽松，可以适当地容忍一些时间延迟，但仍需保证任务能在约定的时间范围内完成。
实时系统的核心问题是任务调度。
为了保证任务的及时响应和完成，实时系统采用了各种任务调度算法，例如周期性调度算法、优先级调度算法等。
这些调度算法能够根据任务的重要性和时间限制，合理地安排任务的执行次序，从而提高了实时系统的可靠性和效率。
二、嵌入式系统嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，它被嵌入到其他设备或系统内部，与之密切结合。
嵌入式系统广泛应用于智能手机、家电、汽车电子、工业控制等领域。
与通用计算机系统相比，嵌入式系统通常具有体积小、功耗低、实时性强等特点。
嵌入式系统的特点决定了它需要特定的操作系统来管理和控制。
嵌入式操作系统通常具有快速启动、高效运行、低功耗等特性。
同时，嵌入式操作系统通常会针对特定设备和需求进行定制化开发，以适应不同嵌入式系统的要求。
常见的嵌入式操作系统包括嵌入式Linux、嵌入式Windows、FreeRTOS等。
嵌入式系统的实时嵌入式操作系统介绍
嵌入式系统的实时嵌入式操作系统介绍嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，它被设计用于执行特定任务，通常是在资源有限的环境中。
实时嵌入式操作系统是一种专门为实时系统而设计的操作系统，它具备良好的实时性能和可预测性，能够满足对任务响应时间和可靠性要求较高的应用领域。
本文将介绍嵌入式系统的实时嵌入式操作系统的基本概念、特点及主要应用。
实时嵌入式操作系统是一种专注于实时性能的操作系统，它主要用于控制和监控实时环境中的硬件设备和任务。
与通用操作系统不同，实时嵌入式操作系统需要满足严格的时间约束，具备可预测性和可靠性，以确保任务能够按时完成并满足系统的响应时间要求。
实时嵌入式操作系统通常具有以下几个特点。
首先，实时嵌入式操作系统具有高度可预测性。
这意味着系统的行为和性能在不同环境下都可以被准确地预测和调度，以满足任务执行的时间约束。
实时嵌入式操作系统通常使用静态优先级调度算法，根据任务的优先级确定任务的调度顺序，从而保证高优先级任务在有限的时间内得到执行。
其次，实时嵌入式操作系统具备快速的响应时间。
在实时系统中，对外部事件的响应时间是一个关键指标。
实时嵌入式操作系统通常采用中断驱动的方式，及时响应外部事件的发生，并及时处理相关任务，以确保系统能够实时地做出响应。
另外，实时嵌入式操作系统还需要具备可靠性和稳定性。
实时系统通常用于控制和监控许多关键的硬件设备，因此对系统的可靠性和稳定性要求较高。
实时嵌入式操作系统需要采取相应的措施，如任务隔离、错误处理和故障恢复等，以确保系统的可靠运行。
实时嵌入式操作系统在许多领域有着广泛的应用。
其中最常见的应用领域之一是工业自动化。
在工业自动化中，实时嵌入式操作系统可以用于控制和监测各种工业设备，如机器人、传感器和执行器等。
实时嵌入式操作系统可以保证系统对输入信号的及时响应，并确保各项任务按时完成，提高生产效率和质量。
另外，实时嵌入式操作系统还被广泛应用于医疗设备、航空航天、交通系统和电力系统等领域。
嵌入式操作系统综述
信息技术与机电化工141嵌入式操作系统综述李孟轩（山西农业大学信息学院）摘要：科学和经济伴随着时代的脚步大步前进，计算机技术的发展也发生了巨大的飞跃。
芯片的制造技术也日益崛起，嵌入式实时操作系统的应用越加广泛，人人家中也有各种实时实时操作系统，最显而易见是手机的应用。
通过这种系统软件，可以始终实现为我们服务的目的。
另外还有无人机、智能洗碗机等等内布置有嵌入式操作系统的高科技产品。
在军事中的应用例如军用飞机、航空母舰中都有嵌入式操作系统，为我国的国防军备的发展做出了重要贡献。
本文根据嵌入式操作系统的特点及应用进行探究讨论。
关键词：嵌入式操作系统；综述；开发引言随着社会的不断发展，新时代对计算机系统和软件的要求越来越高，尤其是大数据时代下对高运算能力的要求。
应用程序是嵌入式操作系统的核心，系统运行的关键在于计算机技术的发展程度，具有良好的稳定性，在计算机技术的不断演变发展的过程中计算机嵌入式操作系统在现阶段已经在许多行业中发挥了重要作用，在未来的发展中也具有良好的发展前景。
一、嵌入式操作系统的发展现代科学技术的飞跃进步，在通过先进技术的结合下，计算机嵌入式操作系统逐渐完善，功能日益强大。
其经历了四个阶段：（一）嵌入式算法阶段在嵌入式计算机系统开发的初始阶段，系统中没有嵌入式算法，其核心是单芯片控制部件，这就导致了计算机嵌入式操作系统的总体结构较为单一、存储容量较小、功能很少、工作效率也比较低、而且没有任何用户互动接口。
（二）以 CPU 为核心计算机嵌入式操作系统主要是以嵌入式CPU作为重要基础。
在此阶段中，加入了许多类型的嵌入式操作系统，但是操作系统的通用性很差，再具体工作中处理器处于轻负载状态。
将过载的处理器之间的任务转换为处于空闲状态的处理器，其基本目标是以提高系统的整体运行性能为基准。
（三）通用式嵌入通用式嵌入，在计算机信息应用程序中计算机嵌入操作系统是第三阶段。
在此阶段，操作系统的性能已得到显著改善，同时针对特定情况（例如静态和动态指标）进行了适当的调整，以提高处理器之间的性能，可以实现负载分配，这样不仅确保了系统稳定性，而且也节省了时间。
嵌入式操作系统Embedded OS原文及翻译1
嵌入式操作系统嵌入式操作系统有区分实时操作系统和通用操作系统的一些特征。
但是嵌入式操作系统的定义可能比实时操作系统还要含糊不清，它能获得大量的不同的类型。
但是如果你见到它的话就会识别出来，尽管通用操作系统和嵌入式操作系统的界限不是那么的明显，甚至界限始终越来越模糊。
嵌入式系统被安置于巨大的工程量之中（超过在台式PC机上的应用）：嵌入式系统在现代汽车中控制着许多的功能；其应用于家用电器控制和GPS （全球定位系统）功能；应用于可携带的电话中；等等。
有关于不同种类的嵌入式操作系统的最简单的分组如下：1.高端的嵌入式操作系统。
这些操作系统对于通用操作系统的衍生工具的存在是不利于的，但是大量的镇流器已经分离。
Linux系统派生大量的衍生工具分支，由于它具有高质量的模数结构和有效的资源编码。
例如：路由器，交换机，个人信息助理，机顶盒。
2.更深一层的嵌入式操作系统。
这些操作系统一定是很小的，仅仅只需要少量的基础功能。
因此，他们主要根据实际的应用来进行设计。
深一层次的嵌入式系统缺乏图形化用户界面或者网络协议这两种典型的功能。
例如：自动控制，数码相机，可携带式电话。
使得一个操作系统成为一个嵌入式系统的最主要的特征如下：1.小的尺寸。
设计者不断的尝试在更小的集成箱里植入更多的计算能力，采用比较便宜的CPU，进口的数码产品或者模拟的IO；同时他们也想在各种种类的小工程里面整合这些CPU，一个小的嵌入式操作系统通常采用一对千字节的RAM和ROM存储。
2.嵌入式系统应该在没人干预的情况下运行好几年。
这意味着硬件和软件要能正常的工作。
因此，这个系统应该选择没有机械的部分，例如；磁盘驱动器或者硬盘驱动器。
不仅仅是因为机械部分对失效比较敏感，还因为它们要占用大量的空间，需要更多的能量，花费很长的时间去连接，还有很多复杂的驱动（归功于机械部分的运转控制）。
3.许多嵌入式系统必须控制一些设备，如果这些设备不按照预先设定的工作去执行的话就会很危险。
嵌入式系统第5章 嵌入式实时操作系统基础
2.1任务函数
图二
2.1任务函数
上例中main()函数在启动调度器之前先完成两个任务 的 创建。当然也可以从一个任务中创建另一个任务。
我们可以先在main()中创建任务1，然后在任务1中创建 任务2．这样需要在任务一中添加以下语句：
xTaskCreate( vTask2, "Task 2", 1000, NULL, 1, NULL );
1、FreeRTOS简介
实时（RT）
软实时：按照任务的优先级，尽可能快 地完成操作即可 。
硬实时：硬实时要求在规定的时间内必 须完成操作 。
1、FreeRTOS简介
系统基本架构 其代码可以分解为三个主要区块：
任务 通讯 硬件接口
●任务：大约50%的FreeRTOS的核心代码
1、FreeRTOS简介
2. 如果应用程序用到了vTaskDelete() 函数， 则空闲钩子函数必须能够尽快返回。
因为在任务被删除后（vTaskDelete()），空 闲任务负责回收内核资源。如果空闲任务一 直运行在钩子函数中，则无法进行回收工作。
2.2任务调度
任务优先级的改变
API函数vTaskPriofitySet()可以用于在调度器启动 后改变任何任务的优先级。
于或赋予任何任务。所有任务都可以向同一队列写 入和读出。
3、队列
5、读队列时阻塞 当某个任务试图读一个队列时，其可以指定
一个阻塞超时时间。在这段时间中，如
果队列为空，该任务将保持阻塞状态以等待队 列数据有效。
6、写队列时阻塞 同读队列一样，任务也可以在写队列时指定
一个阻塞超时时间。这个时间是当被写
uxPriority 指定任务执行的优先级。优先级的取值范围可以从最低优先 级0到最高优先级(configMAX_PRIORITIES – 1)。
嵌入式操作系统的分类
嵌入式操作系统的分类嵌入式系统是指嵌入在各种设备中的计算机系统，它们的任务是控制、管理和运行所嵌入设备的各种功能。
而嵌入式操作系统则是嵌入式系统的核心组成部分，它负责管理硬件资源、提供通信和用户接口、调度任务和处理中断等功能。
根据不同的特性和应用需求，嵌入式操作系统可以被划分为不同的分类。
本文将对嵌入式操作系统进行分类，以便更好地理解和应用。
一、即时操作系统（RTOS）即时操作系统（Real-time Operating System，RTOS）是一种专为实时性应用设计的嵌入式操作系统。
实时性应用要求系统能够在严格的时间限制内完成任务响应和处理，并保证任务的优先级和时序关系。
常见的实时性应用包括飞行控制系统、工业自动化、医疗设备等。
即时操作系统采用特定的调度算法和实时机制，以确保任务能够及时得到处理，并具备硬实时和软实时两种类型。
硬实时系统要求任务必须在规定的时间内完成，否则会导致严重的后果。
硬实时任务的处理时间是可预测的，系统必须能够提供确保任务在预定时间内执行的保证。
例如，在核电站控制系统中，对各个传感器数据的采集和反馈控制等任务必须在严格的时间要求内实现。
软实时系统对任务的执行时间要求相对较为宽松，任务的处理时间可以略微波动，但不能超过一个可接受的限度。
软实时系统广泛应用于智能家居、车载娱乐系统等领域。
在这些应用中，系统处理和响应任务的时间要求不如硬实时系统严苛，但仍然不可忽视。
二、嵌入式Linux操作系统嵌入式Linux操作系统是一种以Linux内核为基础，并经过裁剪和优化后用于嵌入式系统的操作系统。
相比于传统的即时操作系统，嵌入式Linux操作系统提供了更为全面的功能和灵活性，具备良好的可扩展性和可定制性。
嵌入式Linux操作系统适用于资源充足、对功能和通用性要求较高的嵌入式设备，如智能手机、平板电脑等。
嵌入式Linux操作系统的核心是Linux内核，它作为操作系统的核心提供了对硬件资源的管理和调度。
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。
嵌入式系统的组成
1.1.2 嵌入式系统的组成嵌入式系统由硬件和软件两大部分组成，硬件一般由高性能微处理器和外围接口电路组成，软件一般由操作系统和应用程序构成，软件和硬件之间由所谓的中间层（BSP层，板级支持包）连接。
嵌入式系统的硬件有：嵌入式微处理器、存储器、输入输出（I/O、A/D、D/A）。
嵌入式系统的软件有：操作系统、应用软件。
操作系统是连接计算机硬件与应用程序的系统程序。
嵌入式操作系统可以分为实时操作系统和分时操作系统两类。
实时操作系统是指具有实时性，能支持实时控制系统工作的操作系统。
实时操作系统的首要任务是调度一切可利用的资源完成实时控制任务；其次才着眼于提高计算机系统的使用效率，其重要特点是通过任务调度来满足对于重要时间在规定的时间内做出正确的响应。
分时操作系统，软件在时间上的执行并不严格，时间上的延误或者时序上的错误，一般不会造成灾难性后果。
嵌入式系统从组织层次上看，嵌入式系统一般由硬件层、中间层、软件层和功能层组成。
（1）硬件层硬件层由嵌入式微处理器、存储器系统、通用设备接口和I/O接口（A/D、D/A、I/O等）组成。
在一片嵌入式微处理器基础上增加电源电路、时钟电路和存储器电路（ROM和RAM 等），就构成了一个嵌入式核心控制模块。
其中操作系统和应用程序都可以固化在ROM中。
（2）中间层硬件层和软件层之间为中间层，也称为硬件抽象层HAL和板级支持包BSP，它把系统软件与底层硬件部分隔离，使得系统的底层设备驱动程序与硬件无关，一般应具有相关硬件的初始化、数据的输入/输出操作和硬件设备的配置功能。
（3）软件层软件层由实时多任务操作系统RTOS、文件系统、图形用户接口GUI、网络系统及通用组件模块组成。
（4）功能层功能层由基于RTOS开发的应用程序组成，用来完成对被控对象的控制功能。
功能层是面向被控对象和用户的。
在专用的嵌入式板子上面运行GNU/Linux系统已经变得越来越流行。
一个嵌入式Linux 系统从软件的角度看通常可以分为四个层次：（1）引导加载程序。
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)。
操作系统中的嵌入式系统开发技术
操作系统中的嵌入式系统开发技术嵌入式系统是一种专门设计用于控制硬件设备和执行特定任务的计算机系统。
在现代科技高速发展的时代，嵌入式系统已经广泛应用于各个领域，如智能手机、汽车电子、家电设备等。
而嵌入式系统的核心是操作系统，它提供了对硬件的统一管理和高效的资源分配。
本文将讨论操作系统中的嵌入式系统开发技术。
一、嵌入式系统开发技术的基本原理嵌入式系统开发技术主要包括硬件和软件两个方面。
在硬件方面，嵌入式系统需要根据具体需求设计相应的处理器、存储器、输入输出接口等硬件组件，并与外界设备进行连接。
而在软件方面，操作系统作为嵌入式系统的核心，需要提供统一的资源管理和任务调度功能。
开发者需要针对硬件平台进行嵌入式操作系统移植和裁剪，以满足系统的实际要求。
二、嵌入式操作系统的分类与选择常见的嵌入式操作系统有Linux、Android、FreeRTOS等，它们在不同领域中具有广泛的应用。
开发者在选择操作系统时需要考虑多个因素，如系统的实时性要求、功耗控制、资源约束、开发成本等。
一般来说，实时性要求高的系统可以选择Real-time Operating System （RTOS），而资源有限的系统可以选择微型操作系统。
在Android系统中，开发者可以基于Android Open Source Project（AOSP）进行定制开发，以满足嵌入式系统的需求。
三、嵌入式系统开发工具链嵌入式系统的开发过程离不开一系列的工具，如编译器、调试器、仿真器等。
常见的开发工具链有GNU工具链、IAR Embedded Workbench、Keil MDK等。
这些工具提供了编译、调试、性能优化等功能，帮助开发者进行嵌入式软件的开发和调试。
此外，还可以通过使用虚拟机和仿真器进行系统模拟和测试，以降低开发过程中的风险。
四、嵌入式系统驱动程序的开发在嵌入式系统中，驱动程序起到与硬件设备交互的关键作用。
开发者需要编写相应的驱动程序，通过操作寄存器、控制器等硬件资源来实现设备的功能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 可重入函数
所谓可重入函数是指一个可以被多个 任务调用的函数，任务在调用时候不必 担心数据会出错。
任何时候都可以被中断，恢复运行后， 相应数据不会丢失。 只使用局部变量。（变量保存在CPU 寄存器中或堆栈中）
• 资源
程序运行时可使用的软、硬件环境统 称为资源。资源可以是输入输出设备， 例如打印机、键盘、显示器。资源也可 以是一个变量、一个结构或一个数组等。
• 共享资源
可以被一个以上任务使用的资源叫做共享 资源。为了防止数据被破坏，每个任务在与共 享资源打交道时，必须独占该资源，这叫做互 斥。
访问共享资源之 前申请信号量 其它任务访问受阻 而不能使用共享资源 任务B 信号量 共享资源 任务A
得到允许后，才 能使用共享资源
任务C
5.1嵌入式操作系统
5.1嵌入式操作系统
• 代码的临界区
代码的临界区也称为临界区，指处理 时不可分割的代码，运行这些代码不允 许被打断。一旦这部分代码开始执行， 则不允许任何中断打入（这不是绝对的， 如果中断不调用任何包含临界区的代码， 也不访问任何临界区使用的共享资源， 这个中断可能可以执行）。为确保临界 区代码的执行，在进入临界区之前要关 中断，而临界区代码执行完成以后要立 即开中断。
五、网络操作系统
典型系统：Windows NT Server、NetWare 主要特征： (1) 网络通信 (2) 资源共享 (3) 互操作 (4) 协作处理
六、分布式操作系统
主要特征： (1) 统一性 (2) 坚强性
5.1嵌入式操作系统
嵌入式操作系统
嵌入式操作系统可以统称为应用在嵌入式系统的操作系统，它 具有一般操作系统的功能，同时具有嵌入式软件的特点，主要 有： •可固化 •可配置、可剪裁 •独立的板级支持包，可修改 •不同的CPU有不同的版本
按功能特征的不同把操作系统分为：
(1) (2) (3) (4) (5) (6) 批处理操作系统 分时操作系统 实时操作系统 单用户操作系统 分布式操作系统 网络操作系统
一、 批处理操作系统
批处理操作系统一般适用于大中型计算机系统。批 处理操作系统可分为单道批处理操作系统和多道批处理 操作系统两种。
缺点：高优先级任务响应慢，任务响应时 间不好确定。
优点：几乎不需要信号量保护共享数据。
• 占先式（不可剥夺型）任务调度
当系统响应时间很重要时，要使用占先式内核。因 此绝大多数商业上销售的实时内核都是占先式内核。最 高优先级的任务一旦就绪，总能得到CPU的控制权。当一 个运行着的任务使一个比它优先级高的任务进入了就绪 状态，当前任务的CPU使用权就被剥夺了，或者说被挂起 了，那个高优先级的任务立刻得到了CPU的控制权。如果 是中断服务子程序使一个高优先级的任务进入就绪态， 中断完成时，中断了的任务被挂起，优先级高的那个任 务开始运行。 任务响应时间可知并可以最优化，不应使用不可重 入函数。
认识操作系统
•操作系统是管理电脑硬件与软件资源的程序，同时也是计算 机系统的内核与基石。
•操作系统是控制其他程序运行，管理系统资源并为用户提供 操作界面的系统软件的集合。 •操作系统身负诸如管理与配置内存、决定系统资源供需的优 先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基 本事务。 •操作系统的型态非常多样，不同机器安装的OS可从简单到复 杂，可从手机的嵌入式系统到超级电脑的大型操作系统。 •目前微机上常见的操作系统有DOS、OS/2、UNIX、XENIX、 LINUX、Windows、Netware等。
计算机系统的层次结构
应用用户 应用开发人员 应用软件 系统工具 操作系统 计算机硬件
操作系统的地位：是系统硬件之上的第一层软件，为其他软 件提供单向支撑作用。 裸机：没有任何软件支持的计算机。 虚拟机：对裸机功能的首次扩充，把裸机改造成功能更强、 使用更方便的机器。
操作系统 开发人员
•操作系统的类型
5.1.1操作系统体系结构
• 微内核结构优点
– 结构规范，易于裁剪。
– 易于编程。
用 户 级 客 户 进 程 设 备 驱 动 文 件 服 务 客 户 进 程 进 程 服 务 户 进 程 其 它 管 理
– 调试简单。
– 鲁棒性。 – 扩展性强。 – 移植性好。 – 降低内存的固定使用量。 – 实时性能
1．单道批处理操作系统
单道批处理操作系统是早期计算机系统中配置的一 种操作系统类型。
主要代表有：FMS（FORTRAN监控系统）、IBYSY （IBM/7094）。
2．多道批处理操作系统
多道批处理操作系统是在 60年代中期以后计算中心 （或数据中心）等较大的计算机系统上所配置的一种操 作系统。主要代表有： IBM 360/370 。
第五章 中间件
嵌入式操作系统与数据库
按软件结构嵌入式系统分类：
•循环轮询系统
•前后台系统
•多任务系统
• 前后台系统
对基于芯片的开发来说，应用程序一 般是一个无限的循环，可称为前后台系 统或超循环系统。
很多基于微处理器的产品采用前后台 系统设计，例如微波炉、电话机、玩具 等。在另外一些基于微处理器应用中， 从省电的角度出发，平时微处理器处在 停机状态，所有事都靠中断服务来完成。
三、实时操作系统
主要特征：
(1) 即时响应
(2) 高可靠性
(3) 专业性
四、单用户操作系统
是为个人用微型计算机所配置的操作系统。这类操 作系统在处理机的调度、存储保护等方面将简单得多， 为用户提供良好的工作环境和方便的用户接口成为这类 操作系统的主要目标。 典型系统：MS-DOS、Windows、Linux等。
5.1.1操作系统体系结构
• 用户空间与内核空间
– 内核所在的地址空间称为内核空间
– 内核以外的程序所占的地址空间为用户空间。
– 通常一个程序会跨跃两个空间，当执行到内 核空间的一段代码时，程序处于内核态。当 执行到外部空间代码时，程序处于用户态。
5.1.1操作系统体系结构
• 1.整体内核结构
–单内核或大内核
内 核 级
微内核
硬件
5.1.1操作系统体系结构
• 微内核结构缺点
– 整体效率低下
– 资源管理复杂
第一代微内核，在内核提供了较多的服务，因此被称为' 胖微内核'，它的典型代表是MACH，它既是GNU HURD也是 APPLE SERVER OS 的内核. 第二代微内核只提供最基本的OS服务，典型的OS是 QNX,QNX在理论界很有名，被认为是一种先进的OS.
• 中断
中断是一种硬件机制，用于通知CPU有个异步 事件发生了。中断一旦被识别，CPU保存部分（或 全部）上下文即部分或全部寄存器的值，跳转到 专门的子程序，称为中断服务子程序（ISR）。中 断服务子程序做事件处理，处理完成后，程序回 到： 1. 在前后台系统中，程序回到后台程序； 2. 对非占先式内核而言，程序回到被中断了的任务； 3. 对占先式内核而言，让进入就绪态的中 调用相应的函数 完成相应的操作， 这部分可以看成 后台行为，后台 也可以叫做任务 级。这种系统在 处理的及时性上 比实际可以做到 的要差。
前台
中断服 务程序处理异步 事件，这部分可 以看成前台行为， 前台也叫中断级。 时间相关性很强 的关键操作一定 是靠中断服务程 序来保证的。
中断服务程序 ISR
时 间
ISR ISR
ISR
• 任务：
一个任务，也称作一个线程，是一个 简单的程序，该程序可以认为CPU完全属 于该程序自己。实时应用程序的设计过 程，包括如何把问题分割成多个任务， 每个任务都是整个应用的某一部分，每 个任务被赋予一定的优先级，有它自己 的一套CPU寄存器和自己的栈空间。
5.1.1操作系统体系结构 • 2.微内核结构 –插件式结构。 –一种类似客户/服务器模式的内核结构。 –操作系统必要的服务放在内核中，包括任务，线程， 交互进程通信（IPC，Inter－Process Communication）以及内存管理等等。 –其他服务（包括设备驱动）在用户模式下运行，而 处理这些服务同处理其他的任何一个程序一样。因 为每个服务只是在自己的地址空间运行。所以这些 服务之间彼此之间都受到了保护。
–是一种几乎涵盖了所 有操作系统功能模块， 如进程调度、进程间 通信、内存管理、设 备管理、文件系统、 网络系统的内核结构。
5.1.1操作系统体系结构
• 整体内核结构缺点
– 内核模块化差，难于裁剪。
– 内核代码各个模块编程困难。
– 内核模块调试困难。
– 内核稳定性差。 – 内核尺寸会变的很大，难于维护。
任务 A ISR 任务 任务 B 任务 C 前后台系统
ISR
任务 A 任务 B 任务 C
ISR
非占先操作系统
占先操作系统
• 时钟节拍
时钟节拍是特定的周期性中断。这个 中断可以看作是系统心脏的脉动。中断 之间的时间间隔取决于不同应用，一般 在10ms到200ms之间。时钟的节拍式中断 使得内核可以将任务延时若干个整数时 钟节拍，以及当任务等待事件发生时， 提供等待超时的依据。时钟节拍率越快， 系统的额外开销就越大。
• 任务优先级：
任务的优先级是表示任务被调度的优 先程度。每个任务都具有优先级。任务 越重要，赋予的优先级应越高，越容易 被调度而进入运行态。
• 非占先式（不可剥夺型）任务调度
要求每个任务自我放弃CPU 的所有权。非 占先式调度法也称作合作型多任务，各个任务 彼此合作共享一个CPU。异步事件还是由中断 服务来处理。中断服务可以使一个高优先级的 任务由挂起状态变为就绪状态。但中断服务以 后控制权还是回到原来被中断了的那个任务， 直到该任务主动放弃CPU的使用权时，那个高 优先级的任务才能获得CPU的使用权。
•应用的开发需要有集成的交叉开发工具