几种源码开放的嵌入式文件系统分析与比较
两种开源嵌入式操作系统的比较
第１ ９卷 第 ２期
２ ０１１年 ４月
电
脑
与
信
息
技
术
Ｖｏ ＿９ Ｎｏ． ｌ１ ２ Ａｐ ．２ １ ｒ ０１
Ｃ ｍｏ ｔｒ ａ ｄ ｎｏ ｍａｉｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｕｅ ｎ Ｉｆ ｒ ｔ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｏ
文章 编 号 ：０ ５ １２ （０ ）２ ｏ６ — ３ １０ — ２ ８ ２ １ ０ 一 ０ ４ ０ １
两种 开源嵌 入 式 操 作 系统 的 比较
王 超， 孟祥娟 ， 黄宇博
８０５） ３０ ４ （ 新疆 医科 大学高等职业技术学院， 鸟鲁木 齐市
摘
要： 由于嵌 入 式 系统 处 理 能力 大 幅度 提 升 ， 求的 功能 也越 来越 复 杂 ， 别 是 在 网络 以及 多任 务方 面。 单 片机 式的 开 需 特
可 以方便 和 Ｐ Ｃ机共享 数 据 ，也越 来越 需 要 嵌人式 系 统 支持常用 的文 件系统 。
嵌 入 式 操作 系统 实 际 应 用 中最 常 出 问题 的地 方 有： 系统移植 、 进程 调度 和文件 系统 支持 。这些 问题 如 果处 理不好 ， 就发 挥不 了嵌 入式 操作 系统 的优 势 ， 至 甚
ｅ ｂｅ ｄｅ ｏ ｒｔｎ ｙｓｅ ：ｕＣ￣ｎ ｘ ｎ ｅ ｓ ｍ ｄ ｄ ｐｅａ ｇ ｓ ｔｍ ｉ ｕ ａ ｄ Ｃｏ ．Ｒ ｅａｅ ｖ ｌ ｐｍｅ ｏ ｆｃｌｔｔ ｅｅｅ ｅ ａ ｄ ｓ ｌｃ ｏｎ ｏｆｓａ ｌｔｄ ｄｅ ｅｏ ｎｔｔ ａ ｉ ａ ｅ ｒ ｆｒｎｃ ｎ ｅｅ ｔ ｔｆ ｉ ｉ
几种GUI比较
几种嵌入式GUI介绍一、MicroWindowsCentury软件公司维护的，较早出现的开放源代码的嵌入式嵌入式GUI特点：1主要特色：提供较为完善的图形功能，支持多种外部设备输入，包括LCD、鼠标和键盘等。
2核心是基于显示设备接口的，绝大部分使用C语言开发的，移植性很强。
3主要在linux、wince等操作系统上运行。
4对硬件资源的需求：文件存储空间：100k-600k输入输出接口：支持frambuffer ,支持每像素1、2、4、8、16、24、32.支持彩色和灰度显示。
支持鼠标、键盘、触摸屏。
CPU:支持intel 16位32位，MIPS R4000、ARM。
二、Qt/Embedded(简称QtE)QtE是一个专门为嵌入式系统设计图形用户界面的工具包，挪威Trolltech 公司产品。
1995年正式发行第一个版本Qt0.9。
Linux桌面系统的KDE 就是基于Qt库开发的，Qt与linux操作系统的兼容性最好。
特点：1主要特色：支持多种平台，移植时只需重新编译代码而不需要对代码进行修改。
2模块化，可剪裁，极其适合嵌入式系统的“小而快”的要求。
3用C++编写，为开发者提供清晰的框架。
4 For free 版本代码完全开放。
三、uc/GUIuC/GUI是一个通用的嵌入式应用的图形模块，它是美国Micrium公司开发的一种高效的、与处理器和LCD控制器独立的通用GUI，可以适用各种CPU和LCD，uC/GUI完全以ANSI-C编写，因此它与处理器无关，在单任务和多任务操作系统都可以很好的应用、可以很方便地移植到不同的操作系统和嵌入式微处理器上，并可支持不同尺寸的图形液晶显示器。
它采用层次化的设计，功能强大，移植方便，被广泛地应用于嵌入式领域，如PDA、机顶盒以及DVD NCD播放机等(1)支持任何8位、16位和32位的CPU，只要求CPU具有相应的ANSI-C编译器即可;(2)所有硬件接口定义都使用可配置的宏;(3)字符、位图可显示与LCD的任意点，并不限制与字节长度的整数倍数地址;(4)所有程序在长度和速度方面都进行了优化，结构清晰;(5)对于慢速的LCD控制器，可以使用缓冲存储器减少访问时间，提高显示速度。
UBOOT源码分析
UBOOT源码分析UBOOT是一种开放源码的引导加载程序。
作为嵌入式系统启动的第一阶段，它负责初始化硬件设备、设置系统环境变量、加载内核镜像以及跳转到内核开始执行。
Uboot的源码是开放的，让我们可以深入了解其内部工作机制和自定义一些功能。
Uboot源码的文件组织结构非常清晰，主要分为三个大类：目录、文件和配置。
其中目录包含了一系列相关的文件，文件存放具体的源码实现代码，配置文件包含了针对特定硬件平台的配置选项。
Uboot源码的核心部分是启动代码，位于arch目录下的CPU架构相关目录中。
不同的CPU架构拥有不同的启动代码实现，如arm、x86等。
这些启动代码主要包括以下几个关键功能：1. 初始化硬件设备：Uboot首先需要初始化硬件设备，例如设置时钟、中断控制器、串口等设备。
这些初始化操作是在启动代码中完成的。
通过查看该部分代码，我们可以了解硬件的初始化过程，以及如何配置相关寄存器。
2. 设置启动参数：Uboot启动参数存储在一个称为"bd_info"的数据结构中，它包含了一些关键的设备和内存信息，例如DRAM大小、Flash 大小等。
这些参数是在启动代码中设置的，以便内核启动时能够正确识别硬件情况。
3. 加载内核镜像：Uboot负责加载内核镜像到内存中，以便内核可以正确执行。
在启动代码中，会通过读取Flash设备或者网络等方式，将内核镜像加载到指定的内存地址处。
加载过程中，可能会进行一些校验和修正操作，以确保内核数据的完整性。
4. 启动内核：在内核镜像加载完成后，Uboot会设置一些寄存器的值，并执行一个汇编指令，跳转到内核开始执行。
此时，Uboot的使命即结束，控制权交由内核处理。
除了启动代码，Uboot源码中还包含了许多其他功能模块，如命令行解析器、存储设备驱动、网络协议栈等。
这些功能模块可以根据需求进行配置和编译，以满足不同平台的需求。
例如，可以通过配置文件选择启用一些功能模块，或者自定义一些新的功能。
对当前嵌入式系统的浅析与比较
科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI ON 2008NO .08SC I ENCE &TECH NO LOG Y I NFOR M A TI O N I T 技术在计算机、互联网和通信技术高速发展的同时，嵌入式系统开发技术也迅速发展。
那么什么是嵌入式系统呢？比较精确的定义是：I E E E 的定义，嵌入式系统是"用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置"。
大多数嵌入式系统包含硬件和软件两部分：硬件架构上以嵌入式处理器为中心，配置存储器、I /O 设备、通信模块等必要的外设；软件部分以软件开发平台为核心，向上提供应用编程接口(API )，向下屏蔽具体硬件特性的板级支持包B S P 。
在整个嵌入式系统，硬件和软件紧密配合，共同完成任务。
对于嵌入式系统，在硬件方面，最重要最核心的部分是处理器部分，而对于嵌入式处理器可以分为：嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DS P 处理器，嵌入式片上系统。
嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CP U 。
在应用中，一般是将微处理器装配在专门设计的电路板上，在母板上只保留和嵌入式相关的功能即可，这样可以满足嵌入式系统体积小和功耗低的要求。
目前的主流嵌入式处理器主要包括：P o we r P C 、ARM 系列等等。
嵌入式微控制器又称为单片机，它将C P U 、存储器和其它外设封装在同一片集成电路里，常见的有8051。
目前的8051单片机不但在科研中，也在高校教学中应用广泛。
嵌入式DSP 处理器(Di gi t a l Si gna lPr oc es sor )专用于数字信号处理，对系统结构和指令进行了特殊设计，使其适合于执行DS P 算法，编译效率较高，指令执行速度也较高。
主要应用在数字滤波、FF T 、谱分析、图像处理的分析等领域。
嵌入式DS P 处理器比较有代表性的产品是T e x a sI nst r um ent s 的TM S320系列和M ot or ol a 的DSP56000系列。
ohd四种实时操作系统的分析比较zsp
四种实时操作系统的分析比较本文对四种实时操作系统(RTOS)特性进行分析和比较。
它们是：Lynx实时系统公司的LynxOS、QNX软件系统有限公司的QNX以及两种具有代表性的实时Linux--新墨西哥工学院的RT－Linux和堪萨斯大学的KURT－Linux。
近年来，实时操作系统在多媒体通信、在线事务处理、生产过程控制、交通控制等各个领域得到广泛的应用，因而越来越引起人们的重视。
1、基本特征概述QNX是一个分布式、嵌入式、可规模扩展的实时操作系统。
它遵循POSIX.1、(程序接口)和POSIX.2(Shell和工具)、部分遵循POSIX.1b(实时扩展)。
它最早开发于1980年，到现在已相当成熟。
LynxOS是一个分布式、嵌入式、可规模扩展的实时操作系统，它遵循POSIX.1a、POSIX.1b和POSIX.1c标准。
它最早开发于1988年。
RT－Linux是一个嵌入式硬实时操作系统，它部分支持POSIX.1b标准。
KURT－Linux不是为嵌入式应用设计的，不同于硬(hard)实时／软(soft)实时应用，他们提出"严格(firm)"实时应用的概念，如一些多媒体应用和ATM网络应用，KURT是为这样一些应用设计的"严格的"实时系统。
2、体系结构异同实时系统的实现多为微内核体系结构，这使得核心小巧而可靠，易于ROM 固化，并可模块化扩展。
微内核结构系统中，OS服务模块在独立的地址空间运行，所以，不同模块的内存错误便被隔离开来。
但它也有弱点，进程间通信和上下文切换的开销大大增加。
相对于大型集成化内核系统来说，它必须靠更多地进行系统调用来完成相同的任务。
QNX是一个微内核实时操作系统，其核心仅提供4种服务：进程调度、进程间通信、底层网络通信和中断处理，其进程在独立的地址空间运行。
所有其它OS服务，都实现为协作的用户进程，因此QNX核心非常小巧(QNX4.x大约为12Kb)而且运行速度极快。
嵌入式Linux文件系统研究与应用
４ １０ ） ２ ０ ２ （ 南 工学 院计 算机 科 学 系 湖 南衡 阳 湖
【 摘 要】文件 系统设 计是嵌 入 式系 统设 计 的重要 组成部 分 ，一个合 适 的文件 系统解 决方 案 可 以极大 地提 高 系统 的性能 并充分 利用 系统 资源 Ｒ 处 理器 ￥ Ｃ２ １ 嵌入 式 Ｌｎ ｘ Ｌ Ｈ Ｍ ３ ４ Ｏ和 ｉｕ 平 台上实 现 Ｃ ＡＭＦ Ｒ Ｓ作 为根 文件 系统 ， Ｆ Ｓ作为用 户 数据分 区的方案 ，并说 明 了此 方案 的实现 步骤 。据 此 ＹＡ Ｆ 建 立的 文件 系统 在嵌入 式 系统 中运 行 良好 ，对嵌入 式操 作 系统 的开发 与使 用具有 参考 意义 。
在嵌 入式 系统 中 ， 件 系统 的类 型 和文 件 的存 储 文 介 质 密 切 相关 。通 常 ， 入 式 系 统 外 围存 储 器 使 用 嵌 Ｆ Ａ Ｈ 存 储器 ， Ｌ Ｓ 针对 Ｆ ＡＳ 存储 器 的文 件 系统类 型 Ｌ Ｈ
有 Ｃ ＲＡＭＦ 、Ｒ Ｓ ＯＭＦ 、Ｊ Ｆ ／Ｆ Ｓ 和 ＹＡＦ Ｓ Ｓ Ｆ ＳＪＦ ２ Ｆ／
ｓ ｓ ｅ ’ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅａ ｄ ｆ ｌ ｌ ｌ ｅｓ ｓ ｅ ’ ｅ ｏ ｒ ｅ ．Ｉ ｈ ｓ ｐ ｇ ｒ ａ ｓ ｌ ｔ ｎ ｔ ａ ｙ ｔ ｍ Ｓｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｎ ｕ ｌ ｕ ｉ ｉ ｙ ｔ ｍ Ｓｒ ｓ ｕ ｃ ｓ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ， ｏ ｕ ｉ ｈ ｔ ｙ ｔｚ ｏ ＣＲＡＭ Ｆ ｓｒ ｏ ｉ ｙ ｔ ｍ ｎ Ｓ ａ ｏ ｔ ｌ ｓ ｓ ｅ ａ ｄ ＹＡＦＦ ｆｅ Ｓ ａ ｓ ｒ ａ ａ ｐ ｒ ｉ ｏ ｒ ｒ ｐ ｓ ｄ ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｈ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉ ｔ ｆｔ ｅ ＮＡＮＤ ｓ ｕ ｅ ’Ｓ ｄ ｔ ａ ｔ ｉ ｎ ａ ｅ ｐ ｏ ｏ ｅ ｃ ｏ ｄ ｎ Ｏ ｔ ｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓ ｉ ｏ ｈ ｔ ｃ ＦＬＡＳ ｄ ｖｃ ｓ ｉ ｈ ｌ ｔｏ ｍ ｆ￥３ ４ ａ ｄ Ｈ ｅ ｉｅ ｎ ｔ ｅ ｐ ａ ｆ ｒ ｏ Ｃ２ １ ｎ ０
常用的嵌入式数据库的比较
常⽤的嵌⼊式数据库的⽐较2.1 Berkeley DB 技术特点： 1. Berkeley DB是⼀个开放源代码的内嵌式数据库管理系统，能够为应⽤程序提供⾼性能的数据管理服务。
应⽤它程序员只需要调⽤⼀些简单的API就可以完成对数据的访问和管理。
(不使⽤SQL语⾔) 2. Berkeley DB为许多编程语⾔提供了实⽤的API接⼝，包括C、C++、Java、Perl、Tcl、Python和PHP等。
所有同数据库相关的操作都由Berkeley DB函数库负责统⼀完成。
3. Berkeley DB轻便灵活（Portable），可以运⾏于⼏乎所有的UNIX和Linux系统及其变种系统、Windows操作系统以及多种嵌⼊式实时操作系统之下。
Berkeley DB被链接到应⽤程序中，终端⽤户⼀般根本感觉不到有⼀个数据库系统存在。
4. Berkeley DB是可伸缩（Scalable）的，这⼀点表现在很多⽅⾯。
Database library本⾝是很精简的（少于300KB的⽂本空间），但它能够管理规模⾼达256TB的数据库。
它⽀持⾼并发度，成千上万个⽤户可同时操纵同⼀个数据库。
Berkeley DB能以⾜够⼩的空间占⽤量运⾏于有严格约束的嵌⼊式系统。
Berkeley DB在嵌⼊式应⽤中⽐关系数据库和⾯向对象数据库要好，有以下两点原因： （1）因为数据库程序库同应⽤程序在相同的地址空间中运⾏，所以数据库操作不需要进程间的通讯。
在⼀台机器的不同进程间或在⽹络中不同机器间进⾏进程通讯所花费的开销，要远远⼤于函数调⽤的开销； （2）因为Berkeley DB对所有操作都使⽤⼀组API接⼝，因此不需要对某种查询语⾔进⾏解析，也不⽤⽣成执⾏计划，⼤⼤提⾼了运⾏效。
2.2 SQLite 轻量级别数据库SQLite的主要特点： 1. ⽀持事件，不需要配置，不需要安装，也不需要管理员； 2. ⽀持⼤部分SQL92； 3. ⼀个完整的数据库保存在磁盘上⾯⼀个⽂件，同⼀个数据库⽂件可以在不同机器上⾯使⽤，最⼤⽀持数据库到2T，字符和BLOB的⽀持仅限制于可⽤内存； 4. 整个系统少于3万⾏代码，少于250KB的内存占⽤(gcc)，⼤部分应⽤⽐⽬前常见的客户端/服务端的数据库快，没有其它依赖 5. 源代码开放，代码95%有较好的注释，简单易⽤的API。
三种开源嵌入式操作系统的比较
；i●■三种开源嵌入式操作系统的比较苟军年(兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070)信息科掌【捕要】嵌入式操作系统的性能和选择是大多数嵌入式系统开发都要面临的问题。
比较3种开源嵌入式操作系统嵌入式L i nu x、Q N x和ecos，分析3种开源操作系统的主要性能，并根据分析结果指出各自的适用领域．【关键词】嵌入式操作系统RT O S嵌入式系统中图分类号：TP316．2文献标识码：A文章编号i1671--7597(2008)1110061--01一、三种开曩E O S介绍(一)嵌入式L i M U X．L i n ux是一个类似于U ni x的操作系统，它已经是最为流行的一款开放源代码的操作系统。
嵌入式L i nux由于其源代码公开，人们可以任意修改来满足自己的应用。
像大多数自由软件一样，L i nux遵从G PL，因此使用它无须为每例应用交纳许可证费。
Li nux下的应用软件大量可用，其中大部分都遵从GPL，是开放源代码和免费的。
稳定是L i nu x本身具备的一个很大优点。
内核精悍，运行所需资源少，支持的硬件数量庞大等都是Li nux所具备的．(二)O N X∞。
Q N)【O S是由0N X软件系统有限公司开发的一套实时操作系统，它是一个实时的、可扩展的操作系统，部分遵循了PO S I X( Por t abl e O per a t i ng S ys t em I nt er f ace of U ni x)相关标准，可以提供一个很小的微内核及一些可选择的配合进程。
其内核仅提供4种服务：进程调度、进程阃通信、底层网络通信和中断处理。
(三)e C os。
e C os(e m be dde d C onf i gur a bl e oper a t i ng syst em)，即嵌入式可配置操作系统。
它是一个源代码开放的可配置、可移植、面向深度嵌入式应用的实时操作系统。
其最大特点是配置灵活，采用模块化设计，包括内核、c语言库和底层运行包在内的核心部分由不同的组件构成。
几种嵌入式实时操作系统的分析与比较
⼏种嵌⼊式实时操作系统的分析与⽐较VxWorks、µClinux、µC／OS-II和eCos是4种性能优良并被⼴泛应⽤的实时操作系统。
本⽂通过对这4种操作系统的主要性能进⾏分析与⽐较，归纳出它们的选型依据和适⽤领域。
1 4种操作系统的介绍(1)VxWorksVxWorks是美国WindRiver公司的产品，是⽬前嵌⼊式系统领域中应⽤很⼴泛，市场占有率⽐较⾼的嵌⼊式操作系统。
VxWorks实时操作系统由400多个相对独⽴、短⼩精悍的⽬标模块组成，⽤户可根据需要选择适当的模块来裁剪和配置系统；提供基于优先级的任务调度、任务间同步与通信、中断处理、定时器和内存管理等功能，内建符合POSIX(可移植操作系统接⼝)规范的内存管理，以及多处理器控制程序；并且具有简明易懂的⽤户接⼝，在核⼼⽅⾯甚⾄町以微缩到8 KB。
(2) µC／OS-IIµC／OS-II是在µC-OS的基础上发展起来的，是美国嵌⼊式系统专家Jean J．Labrosse⽤C语⾔编写的⼀个结构⼩巧、抢占式的多任务实时内核。
µC／OS-II 能管理64个任务，并提供任务调度与管理、内存管理、任务间同步与通信、时间管理和中断服务等功能，具有执⾏效率⾼、占⽤空间⼩、实时性能优良和可扩展性强等特点。
(3)µClinuxµClinux是⼀种优秀的嵌⼊式Linux版本，其全称为micro-control Linux，从字⾯意思看是指微控制Linux。
同标准的Linux相⽐，µClinux的内核⾮常⼩，但是它仍然继承了Linux操作系统的主要特性，包括良好的稳定性和移植性、强⼤的⽹络功能、出⾊的⽂件系统⽀持、标准丰富的API，以及TCP／IP⽹络协议等。
因为没有MMU内存管理单元，所以其多任务的实现需要⼀定技巧。
(4)eCoseCos(embedded Configurable operating system)，即嵌⼊式可配置操作系统。
pc式与嵌入式比较
一直以来，关于硬盘录像机将以嵌入式还是PC式为主的争论就不绝于耳，大家目前已形成一个共识，PC式DVR虽然功能强大，使用方便，但结构不合理，容易死机（非正规大厂设计生产）；而嵌入式DVR虽然结构合理，不易死机，但操作繁琐，功能简单，现场和回放效果都不理想,因此目前两类产品各自占据自己的市场。
由于大多数用户对DVR内部硬软件结构不太清楚，因而形成了一些错误概念，例如认为嵌入式DVR脱离P C平台，绝对稳定，不死机等等。
其实无论PC式还是嵌入式，它都是一个计算机系统，离不开构成计算机系统的三大主要要素，CPU主控系统，OS操作系统和APP 应用软件。
PC式DVR选用的是Int el X86系列CP U和微软Wi ndows操作系统；而嵌入式用的则是嵌入式CP U和实时操作系统（RTOS）。
我们实际生活中所遇到的计算机系统太多了，小到手机、PDA，大到探索者火星探测器等等，不胜枚举，只要是计算机系统就有死机的可能，无非槪率大小而已，例如我们的手机就有可能死机。
根据不同应用选用合适的CP U系统及操作系统是产品设计者的重要工作，犹如做衣服，一定要量体裁衣，大了不行，小了更不行，目前我们DVR市场就存在着这种情况。
下面就两类DV R的技术特点和各自优势以及应用情况做一个分析对比，方便大家在工程应用中选择相应的设备。
目前绝大多数D VR应用都以单机工作为主，所以一个最基本要求就是预览和回放图像质量必须高。
这一点PC式D VR占有绝对优势，因为它们采用X VGA显示模式，最大支持1024×768的显示分辨率，85Hz以上的刷新率；而嵌入式DVR大多采用带O SD功能的画面分割器芯片方案，最大显示分辨率只有704×576，刷新率一般低于70Hz.；而且XVGA输出采用三原色分离的显示控制模式，优于嵌入式DV R所用的D/A转换成复合视频信号的方式；再加之PC式D VR的CRT显示器支持高刷频率（85HZ），逐行扫描，而大多数嵌入式所使用的Vi deo监视器只支持隔行扫描，低刷新频率（50HZ），所以其图像质量无论预览还是回放都低于P C式DVR，许多工程商在使用了嵌入式D VR都有同感。
两种嵌入式操作系统的比较
系统 的 各种 资 源 。其 中用 户 指 的是 系统 程 序 之 上 的所 有 软件 。 所谓 合 理有 效 的方 法 ， 的 就是 操 作 系统 如 何协 调 指 支持 文 件 系统 ，方 便 组织 文 件并 易于对 其 规 范化 操 作 。
调 度模块 首先 用 变量 ０ｓ ｃ Ｔ ＢＨｉ 曲Ｒｄ 记 录 当前 最 高级 就 ｙ
嵌 入式 操 作 系统 是嵌 入 式 系 统软 硬 件 资源 的 控制 中 绪任务的Ｔ ＣＢ地址 ，然 后调 用 ＯＳ Ｔ Ｋ Ｓ ） — ＡＳ ＿ Ｗ（函数来 进
心 ，它 以尽 量 合 理 的 有效 方 法组 织 多 个 用 户共 享嵌 入式 行任 务切 换 。
从 八 十 年代 起 ，国 际上 就 有一 些 Ｉ 织 、公 司 ，开 剥夺 实时 内 核 的 实时 操 作 系统 。其 内 核 提供 任 务 调 度与 Ｔ组 始进 行 商 用嵌 入式 系 统 和 专用 操 作 系 统 的研 发 。这 其 中 管理 、 间管 理 、 务 间 同步 与通 信 、 时 任 内存 管理 和 中断 服 涌 现 了一 些 著 名 的 嵌 入 式 系 统 ，如 Ｍｉｒ ｓ ｆ 公 司 的 务 等 功 能 。 ｃｏ ｏｔ ＷｉＣ ｎ Ｅ和 Ｗｉ Ｒ ｖｒｙｔ 公司 的 Ｖ Ｗｏｋ 就 分 别是 非 ｎ ｉｅＳ ｓ ｍ ｄ ｅ ｘ ｒｓ Ｂ ｌ ｕ 是 一 种 优 秀的 嵌 入 式 Ｌｎｘ Ｃｉ ｘ ｎ ｉｕ 版本 。 Ｃｉｕ 是 Ｂｌ ｘ ｎ 实时 和 实 时嵌 入 式 操 作 系统 的 代 表 。但 是 商 用产 品的 造 Ｍｉ ｏＣ ｎｏ—ｉｕ 的缩 写 。同标 准 Ｌｎ ｘ ｕ ｅ ｃ —ｏ ｒｌ ｎ ｘ ｒ Ｌ ｉｕ ｒ ，它集 成 Ｓ 价 都 十 分 昂贵 ，用 于 一般 用 途 会 提高 产 品 成 本从 而 失 去 了标 准 Ｌｎ ｘ ｉｕ 操作 系统 的稳 定 性 、 大 网络 功 能和 出色 的 强 竞争力。 文 件 系统 等 主 要优 点 。但 是 由于 没 有 ＭＭＵ 内存 管 理单 （ Ｂ ／ Ｓ ＢＣ ｉ ｘ 作 系统是 两 种性 能优 良源 码 公 开 元 ） ＣＯ ￣ ｕ ｌ ｕ 操 ｎ ，其 多 任 务 的 实现 需 要 一 定技 巧 。
ARM嵌入式系统结构与编程习题答案(全)
ARM嵌入式系统结构与编程习题答案（全）《arm嵌入式系统结构与编程》习题答案第一章绪论1.国内嵌入式系统行业对“嵌入式系统”的定义就是什么？如何认知？答：国内嵌入式行业一个普遍认同的定义是：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能，可靠性，成本，体积，功耗严格要求的专业计算机系统。
从这个定义可以看出嵌入式系统是与应用紧密结合的，它具有很强的专用性，必须结合实际系统需求进行合理的剪裁利用。
因此有人把嵌入式系统比作是一个针对特定的应用而“量身定做”的专业计算机系统。
2．嵌入式系统从何时产生的，详述其发展历程。
答：从20世纪70年代单片机的出现到目前各式各样的嵌入式微处理器，微控制器的大规模应用，嵌入式系统已经有了30多年的发展历史。
嵌入式系统的发生最初就是基于单片机的。
intel公司1971年研发出来第一片具备4十一位总线结构的微处理器4004，可以说道就是嵌入式系统的原始社会阶段。
80年代初的8051就是单片机历史上难忘的一页。
20世纪80年代早期，发生了商业级的“实时操作系统内核”，在实时内核下撰写应用软件可以并使新产品的沿着更慢，更节省资金。
20世纪90年代实时内核发展为实时多任务操作系统。
步入21世纪以来，嵌入式系统获得了很大的发展。
在硬件上，mcu的性能获得了很大的提高，特别就是arm技术的发生与健全，为嵌入式操作系统提供更多了功能强大的硬件载体，将嵌入式系统推至了一个崭新的阶段。
3．当前最常用的源码开放的嵌入式操作系统有哪些，请举出两例，并分析其特点。
答：主要有嵌入式linux和嵌入式实时操作内核uc/os-ii嵌入式linux操作系统就是针对嵌入式微控制器的特点而量身定做的一种linux操作系统，包含常用的嵌入式通信协议和常用驱动，积极支持多种文件系统。
主要存有以下特点：源码对外开放，不易移殖，内核大，功能强大，运转平衡，效率高等。
uc/os是源码工卡的实时嵌入式系统内核，主要有以下特点：源码公开，可移植性强，可固化，可剪裁，占先式，多任务，可确定性，提供系统服务等。
几种常用的开源嵌入式操作系统的性能比较
嵌入式操作系统 ，一般需要做相应的修 改才 能在不同的平 台上正常ｍｉ 。而对硬件的支持和要求 、 ｌ ｅ 应用程序的开发模式 、 扩展的难 易程度 、 进程调度的策 略、 文件 系统 的支持和 系统 的移
植是在嵌入式操作系统实际应用中比较关心 的问题 ，下面就从
ｖａ － 操作系统 都是商业化的产品 ， 其高昂的价格使 许多生产低端产 这几个角度入手对三种开源的￣ ｘ￣操作系统进行分析比较 。
１三种 开 源嵌入 式 操作 系统 的介绍
１ １ ￣ ＯＳ ． Ｃ／ ｉ
ｐ ／Ｓ ， Ｏ 由美 国人 Ｊａ ａｒｓ Ｃ ｅｎ Ｌ ｂｏｓ ｅ于 １９ 完成 ， 于 １９ ９ ２年 并 ９８
， ５ 所 ｌ ｈ ａ Ｍ 年完成了 Ｉ ／ Ｓ Ｉ， ￣ Ｏ —Ｉ此操作系统的应用面覆盖 了诸多领域 ， Ｃ 如照 件系统通常也有 １ Ｍ 左右， 以外部 ｆ ｓ 要 在 ３ 左右。
基于 Ｉ ／ 和 ｅ ／ 的应 用程 序开发 更接近 传统单 片机 ￣ ＯＳ ＣＯＳ Ｃ 的开发模式 ， 在这两种操 作系统的环 境下开发 时 ， 操作 系统 和 应 用程序是捆绑式的 。 ｃ ｎ ｘ的开发模式则更接近 Ｌｎ ｘ的开 ｉｌｕ ￣ｉ ｉｕ 发模式 。它 是先移植操作系统 ， 后再在 移植 操作系统 的环 境 然
相机 、 医疗器械等 ［ ，／ 和 ｐ ／ ２ ＣＯＳ ， ＯＳ— １ 。ｐ Ｃ Ⅱ由于在 设计时考虑到 其移植性 ，所 以绝 大部分 ｐ ／ —Ｉ ， ＯＳ Ｉ 的源 码用移 植性 很 强的 Ｃ
Ａ ＩＣ编 写， ＮＳ 而与微处理器硬件相关的部分用汇编语言编 写。
ｕＯ ＣＳ
ｅ ｏ Ｃｓ
２３ 扩 展 的 难 易 程 度 ．
可配置 操作 系统 ，是 一个 由 Ｇ ＮＵ开 源开发工具支持 的开 源实
4种嵌入式实时操作系统的两种主要技术分析和选择
域 ， 实时嵌入 式操 作 系统 的选择 提 供 了依 据 。 为
关键词 ： 嵌入式实时操作 系统； 任务管理 ； 内存管理 ； 适用领 域
中 图分类 号 ： Ｐ３ ９ Ｔ １ 文献 标 识码 ： Ａ
作者简介 ： 蔡长安（ ９ ４一） 男 ， １６ ， 江苏省盐都 县人 ， 硕士研究生 ， 高级实验 师 ， 事计算机网络与分布计算机系统研究。 从
维普资讯
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重庆工商大学学报（ 自然科学版 ）
第２ ４卷
远小于原来的程序代码 ， 其源代码是公开的。它包含 Ｌ ｕ ｉ ｘ常用 Ａ Ｉ但 内核小于 ５２ｋ ， ｎ Ｐ， １ Ｂ 并且保留了原 来 Ｌ ｕ 操作系统所具有的高稳定性、 ｉｘ ｎ 强大的网络功能和卓越 的文件系统支持功能等优点 。ｕ Ｌ ｕ 是一 Ｃｉ ｘ ｎ
摘
要 ： 绍 了 ｕ ／ Ｓ—Ｉ、 ｔ—Ｌｎｘ ｕ ＬｎｘＶ Ｗｏｋ 嵌 入 式 实时操 作 系统 ， 介 ＣＯ Ｉｌ ｉ ｉｕ 、Ｃ ｉｕ 、 ｘ ｒｓ４种 分析 、
比较 了这 ４ 实时嵌入式操作 系统 的两种主要 关键技 术——任务管理和 内存 管理 ， 种 任务管理主 要 从 任务 优先 级 、 任务 调度 策略 和 时 间的 可确 定性 进 行 比较 分 析 ； 内存 管理 主要 从 内存 分 配方
当前 ， 嵌人式实时操作系统（ ｍ ｅｅ ｅｌ Ｔｍ ｐｒ ｉ ｙ ｅ Ｅ Ｔ Ｓ 逐步成为嵌人式 系统 的 Ｅ ｂｄｄＲ ａ — ｉ ｅ ｅａｎ Ｓｓ ｍ， Ｒ Ｏ ） Ｏ ｔｇ ｔ 主流 ， 嵌人 式 系统 软件 最重 要 的组 成 部分 ， 是 也是 嵌 人 式 应 用 软件 的基 础 和开 发 平 台 。现 在 全球 范 围 内
bootloader程序的比较与分析
一．BootLoader简介在专用的嵌入式板子运行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。
包括固化在固件(firmware)中的boot代码(可选)，和BootLoader两大部分。
2、Linux内核。
特定于嵌入式板子的定制内核以及内核的启动参数。
3、文件系统。
包括根文件系统和建立于Flash内存设备之上文件系统。
通常用ramdisk来作为rootfs。
4、用户应用程序。
特定于用户的应用程序。
有时在用户应用程序和内核层之间可能还会包括一个嵌入式图形用户界面。
常用的嵌入式GUI有：MicroWindows和MiniGUI懂。
引导加载程序是系统加电后运行的第一段软件代码。
PC机中的引导加载程序由BIOS(其本质就是一段固件程序)和位于硬盘MBR中的OS BootLoader（比如，LILO和GRUB等）一起组成。
BIOS在完成硬件检测和资源分配后，将硬盘MBR中的BootLoader读到系统的RAM中，然后将控制权交给OS BootLoader。
BootLoader的主要运行任务就是将内核映象从硬盘上读到RAM 中，然后跳转到内核的入口点去运行，也即开始启动操作系统。
而在嵌入式系统中，通常并没有像BIOS那样的固件程序（注，有的嵌入式CPU也会内嵌一段短小的启动程序），因此整个系统的加载启动任务就完全由BootLoader来完成。
比如在一个基于ARM7TDMI core的嵌入式系统中，系统在上电或复位时通常都从地址0x00000000处开始执行，而在这个地址处安排的通常就是系统的BootLoader程序。
简单地说，BootLoader就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。
通过这段小程序，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。
两种开源嵌入式操作系统的比较
３ 进 程 调 度
任 务 调 度 主 要 是 协 调 各 个 任 务 对 系 统 内资 源 （ 例 如 内存 、 Ｏ设 备 、 Ｐ 的争 夺 使 用 。 进 程 调 度 又 称 为 Ｉ ／ Ｃ Ｕ） Ｃ Ｕ调 度 ．其 根 本 任 务 是 按 照 某 种 原 则 为 处 于 就 绪 状 Ｐ 态 的进 程 分 配 Ｃ Ｕ。 由于 嵌 入 式 系统 中 内存 和 Ｉ Ｐ ／ ０设 备 一 般 都 和 Ｃ Ｕ 同时 归 属 于 某 进 程 ， 以 任 务 调 度 和 Ｐ 所 进 程调度概念 相近 ． 多 场合不加 区分 ， 文 中的“ 很 下 任 务 ” 实就是指“ 程” 其 进
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实政 与 经 验
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两种 开源嵌 入 式 操作 系统 的 比较
内嵌 网络 协议 、 持 多 种 文 件 系统 。 编 译 后 目标 文件 支 其
可控 制 在 几 百 Ｋ量 级 ｅ ｏ 构 小 巧 、具 有 可 剥夺 实 时 内 核 的实 时操 作 Ｃ ｓ结 系统 。其 内核 提供 任 务调 度 与管 理 、 间管 理 、 务 间 时 任 同步 与 通信 、 内存 管 理 和 中断 服 务 等 功 能 。 ｕ ｌｕ Ｃ ｉ ｘ是 一 种 早期 的嵌 人 式 Ｌｎ ｘ版 本 。同 标 准 ｎ ｉｕ
＠ 现 计 机 ２１． 代 算 ｏ１３ ０
享嵌 入式 系统 的 各 种 资源 。 谓 合 理 有 效 的 方法 ． 的 所 指
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。
JFFS2的优缺点
JFFS2 文件系统及新特性介绍简介：JFFS2 是一个开放源码的项目()。
它是在闪存上使用非常广泛的读/写文件系统，在嵌入式系统中被普遍的应用。
这篇文章首先分析了在闪存上使用 JFFS2 的必要性，然后详细的阐述了 JFFS2 实现的内部机制，包括日志结构的文件系统，关键的数据结构，挂载过程和垃圾收集机制。
同时也指出了 JFFS2 的局限性，并介绍了最新的针对 JFFS2 的不足进行改进的补丁程序。
最后对 JFFS3 的设计思想和现在的开发状况给予了简单的介绍。
1．为什么需要 JFFS2这一小节首先介绍了闪存相对于磁盘介质的特别之处，然后分析了将磁盘文件系统运行在闪存上的不足，同时也给出了我们使用 JFFS2 的理由。
1.1 闪存(Flash Memory) 的特性和限制这里所介绍的闪存的特性和限制都是从上层的文件系统的角度来看的，而不会涉及到具体的物理特性。
总的来说，有两种类型的 flash memory: NOR flash 和NAND flash. 先介绍一下这两种闪存所具有的共同特性。
A) 闪存的最小寻址单位是字节(byte)，而不是磁盘上的扇区(sector)。
这意味着我们可以从一块闪存的任意偏移(offset)读数据，但并不表明对闪存写操作也是以字节为单位进行的。
我们会在下面的阐述中找到答案。
B) 当一块闪存处在干净的状态时（被擦写过，但是还没有写操作发生），在这块flash上的每一位(bit)都是逻辑1。
C) 闪存上的每一位(bit)可以被写操作置成逻辑0。
可是把逻辑 0 置成逻辑 1 却不能按位(bit)来操作，而只能按擦写块（erase block）为单位进行擦写操作。
擦写块的大小从 4K 到128K 不等。
从上层来看，擦写所完成的功能就是把擦写块内的每一位都重设置（reset）成逻辑 1。
D) 闪存的使用寿命是有限的。
具体来说，闪存的使用寿命是由擦写块的最大可擦写次数来决定的。
对几种嵌入式构件模型的分析
几种嵌入式构件模型PBO 模型PBO （Port Based Object ）是Maryland 大学计算机科学系提出的一种实时图2.2 PBO 的模型示意图PBO 将本模块的功能实现封装起来，对外界来说，是通过接口来认识它并与之交互的。
输入变量、输出变量、初始化可配置参量和资源端口构成了PBO 构件模型的接口。
PBO 接受一些要处理的变量，输出一些处理后的变量。
一个构件的输出变量可以是一个或多个构件的输入变量，这样构件之间就得以连结，能够协同工作，组成系统。
资源端口是构件与设备交互数据的通道，它从这里读入数据或写数据到设备。
PBO 的可配置参量是一组可变参量，不同的配置具有不同的量值，然而一旦配置确定它们就以某种只读方式保存，如保存在设备的EPROOM 中。
构件中有负责在初始化时读入这些数值的代码，每当系统工作启动时，各个构件具此完成各自的配置。
有了接口的这些组成部分，我们就可以控制和使用构件的功能，而不必清楚内部实现如何。
RTOS 代码 说明：图1 PBO的框架实现及与传统进程的比较如图1,与PBO相应的框架实现为图右所示，为了对比它和进程的关系，图左给出了传统进程的示意图。
PBO的框架在实现上是一个进程，负责实例化一个PBO（PBO在实现上是一个数据结构），将其投入运行，负责PBO接口的交互，比如一个PBO的输出变量怎样传给另一个PBO作为输入变量，还负责依次对不同的PBO运行进行切换。
对于PBO模型来说，它的模型概念较为完备，接口和框架的建模方案比较典型，也能做到组装和配置，构件之间独立、可替换。
从理论上讲，这是一个比较好的设计模型。
然而，它是面向控制领域的模型，因而应用范围较窄，而且基于该模型开发构件管理库较为困难。
ECOS模型ECOS（Embedded Component Operating System）是红帽（RedHat）公司开发的嵌入式系统的定制库和库管理工具。
它用于嵌入式应用系统的定制开发，包括嵌入式操作系统和应用程序。
嵌入式操作系统有哪些
嵌入式操作系统有哪些？下面介绍国外和国内常用的实时操作系统。
1. 国外著名的实时操作系统国外实时操作系统已经从简单走向成熟，有代表性的产品主要有VxWorks，QNX，Palm OS，Windows CE等，占据了机顶盒、PDA等的绝大部分市场。
其实，实时操作系统并不是一个新生的事物，从20世纪80年代起，国际上就有一些IT 组织、公司开始进行商用嵌入式系统和专用操作系统的研发。
(1) VxWorksVxWorks操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种实时操作系统。
Vx Works拥有良好的持续发展能力、高性能的内核以及良好的用户开发环境，在实时操作系统领域内占据一席之地。
它以其良好的可靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中，如卫星通信、军事演习、导弹制导、飞机导航等。
在美国的F-16、FA-18战斗机，B-2隐形轰炸机和爱国者导弹上，甚至连1997年4月在火星表面登陆的火星探测器上也使用了VxWorks。
它是目前嵌入式系统领域中使用最广泛、市场占有率最高的系统。
它支持多种处理器，如x86，i960，Sun Sparc，Moto--r ola MC68xxx，MIPS RX000，Power PC，ARM ，StrongARM等。
大多数的VxW---orksAPI是专有的。
(2) QNXQNX是一个实时的、可扩充的操作系统；它部分遵循POSIX相关标准，如POSIX.1b 实时扩展；它提供了一个很小的微内核以及一些可选的配合进程。
其内核仅提供4种服务：进程调度、进程间通信、底层网络通信和中断处理，其进程在独立的地址空间中运行。
所有其他操作系统服务都实现为协作的用户进程，因此QNX内核非常小巧(QNX4．x大约为12KB)，而且运行速度极快。
这个灵活的结构可以使用户根据实际的需求，将系统配置成微小的嵌入式操作系统或包括几百个处理器的超级虚拟机操作系统。