嵌入式操作系统的发展现状及问题分析

2009.09 270

2009年 第9期

嵌入式操作系统的发展现状及问题分析

文/杨光 辛海会 徐立华

摘 要：本文对嵌入式操作系统的特征进行了论述和分析，通过分析嵌入式操作系统的发展现状的存在问题，讨论了嵌入

式操作系统今后的发展趋势。

关键词：嵌入式操作系统；发展现状；问题分析；发展趋势

中图分类号：N94 文献标识码：A 文章编号：1006-4117（2009）09-0270-01嵌入式操作系统的引入很大程度上降低了系统开发的复杂度、大大提高嵌入式系统开发的开发的效率和灵活性，增强了嵌入式系统的功能。当前已经有许多十分成熟的嵌入式操作系统，包括VxWorks、pSOS、Linux、DeltaOS等在内的，每一种都有其自身的优越性。国内公司进行的嵌入式操作系统的研究和实践也是非常广泛的，和有价值的。它有效的使国内的嵌入式操作系统市场没有被国外产品完全垄断，同时又使国内在此领域的研究得到了发展。本文在分析嵌入式系统的基础上，对嵌入式系统的存在问题和发展趋势进行了概述，对国内嵌入式系统的发展有一定借鉴作用。

一、嵌入式操作系统

嵌入式操作系统区别于简单嵌入的操作系统的主要特点：第一是其本身的意义不同，嵌入式操作系统是以应用为主要目的，控制嵌入式系统的全部软、硬资源的调度工作、分配以及协调并发活动。第二是嵌入式操作系统自身所体现特征以及功能作用，嵌入式操作系统的主要特征体现在其精巧可靠性高、实时稳定性强、交互性差、且减弱了硬件的差异提高了其适应性和可移植能力等。嵌人式操作系统[1]的主要作用是屏蔽底层硬件的差别，给上层各应用程序提供统一的接口，并控制完成内存管理、任务调度。

二、嵌入式操作系统存在问题分析

目前的开发模式相对于快速发展市场的需求而言，还存在开发周期长、难度大、维护困难、成本高等问题。针对要完成嵌入式操作系统的开发过程中的自动配置以提高移植效率[2]，以及使嵌入式设备在使用中具有自动重配置功能等，早期操作系统的体系结构已经不能适应这样的要求。故面向构件的体系结构应作如下考虑：构件化操作系统、标准统一的网络通信协议、智能化的应用程序。

针对目前常用的几类嵌入式操作系统[3]则各有优缺点：1.嵌人式Linux。

Linux是一个成熟而稳定的操作系统，它有着众多的优点。Linux的源码开放，注释丰富，文档齐全，任何人都可以获取并修改，开发适合自己的产品。再就是Linux是一个跨平台的系统，且Linux内核小，效率高，应用程序较小，且同样稳定。然而，嵌入式Linux操作系统与其他嵌入式操作系统相比较也存在一定的弱点：第一，嵌入式应用软件的开发需要强大的开发工具和操作系统的支持；第二，核心调试工具不全，不方便调试；第三，嵌入式操作系统Linux占用的内存大且需要虚拟内存，这给其应用带来了不便。

2.嵌入式Palm。

基于有些电脑的内存较小的原因，开发了Palm OS操作系统，它的主要特性是节能功能、进程管理和资源的合理调度。此外，Palm OS具有极强开放性，用户可以根据自己的需要方便的开发定制。

3.嵌入式Windows CE。

Windows CE互操作性比较强，适应于多种CPU和多种硬件平台，应用领域较广。实时性教好。但Windows CE是非开放性OS，内核、效率方面比较笨拙，不适合应用在廉价的掌上电脑中，且版权费用较高。

三、嵌入式系统的发展趋势

嵌入式操作系统将朝向以下几个方面迅猛发展：

1.开源化：提供开放的操作系统应用程序接口。所以，由于Linux完全免费，源码开放，在今后将成为开发嵌入式系统首选的操作系统。

2.节能化：采用微内核技术，实现小尺寸、微功耗和低成本，支持小型电子设备。同时，提高产品的可靠性和可维护性。

3.人性化：提供精巧的多媒体人机界面，以满足不断提高的用户需求。

4.安全化：提供安全保障机制，源码的可靠性越来越高。

5.网络化：面向网络、面向特定应用，要求配备标准的网络通信接口。嵌入式操作系统的开发越来越易于移植和联网。

6.标准化：随着嵌入式操作系统的广泛应用的发展，信息交换、资源共享机会增多等问题的出现，需要建立相应的标准去规范其应用。

嵌入式系统在中国也存在着巨大的潜力和发展前景[4]。首先嵌入式操作系统将广泛应用于家电领域。与传统的计算机市场不同，中国有更为巨大的家电市场，这些家电产品很大一部分将会采用数字化技术，使嵌入式操作系统面临巨大的市场潜力。中国人最了解自己的国情，最熟悉中国的文化，因此，中国人自己研制的系统更能满足中国用户的需求。加上国内企业在联络、反映速度、价格、服务等方面均有很大优势，因此发展前景广阔。

结语：目前嵌入式系统的应用已经渗入到国民经济的各个方面，成为信息时代的宠儿。面对嵌入式系统开源化、系统化、人性化、网络化的发展趋势，传统的嵌入操作系统体系结构必须进行革命性的改变。相信随着科技的进步，生产工艺、以及人们科技素养的进一步提高，嵌入式产品必将在各行各业中扮演越来越重要的角色。

作者单位：杨 光 中国矿业大学计算机科学与技术学院

辛海会 中国矿业大学安全工程学院 徐立华 中国矿业大学信电学院

参考文献：

[1]高伟华,杨子君.嵌入式操作系统的研究现状及发展趋势[J].黑龙江电力.2002.5:383-386

[2]向波.浅析嵌入式操作系统的发展趋势[J ].绵阳师范学院学报.2008.11:92-95

[3]熊江.三种嵌入式操作系统的分析与比较[J].单片机与嵌入式系统应用.2003:14-16

[4]钟锡昌.嵌入式操作系统在中国[J].中国科技信息.2001.5:14-16

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