嵌入式系统有无操作系统的区别

嵌入式系统有无操作系统的区别

摘要：随着电子技术的不断进步，嵌入式系统中使用嵌入式操作系统成为了一

种趋势和必要。各种不同的嵌入式操作系统有着不同的功能和特点，因此对嵌入式系统引入操作系统的优缺点进行了简单的比较。着重说明了嵌入式操作系统的

特点。

关键词：嵌入式系统；操作系统；区别

1. 引言

随着现代计算机技术的飞速发展和互联网技术的广泛应用,从PC时代过渡到了3C(计算机、通信、消费电子)合一的后PC时代。后PC时代里,嵌入式系统扮演了越来越重要的角色,被广泛应用于信息电器、移动计算机设备、网络设备和工控仿真等领域。完成简单功能的嵌入式系统一般不需要操作系统,但是随着所谓后PC时代的来临,嵌入式系统设计日趋复杂,嵌入式操作系统就必不可少了。

2. 正文

嵌入式系统是将计算机直接嵌入至系统中。它根据应用的要求，将操作系统和功能软件集成与计算机硬件系统中，实现软件与硬件一体化。嵌入式操作系统是随着嵌入式系统的发展出现的。嵌入式操作系统负责嵌入式系统的全部软、硬件资源的分配和调度，控制协调等活动，能够通过装卸模块进行功能配置，体现所在系统的特征。

1. 嵌入式操作系统具有很高的实时性。

所谓实时性，其核心含义在于操作系统在规定的时间内准确完成应该做的事情，并且操作系统的执行线索是确定的，而不是单纯的速度快。

大多数嵌入式操作系统工作在对实时性要求很高的场合，主要对仪器设备的动作进行监测控制，这种动作具有严格的、机械的时序。如果没有操作系统的话这些都难以实现。

2. 嵌入式操作系统具有可裁剪性。

可根据具体应用定制系统，使系统对资源的需求最小，利用率最高。

从硬件环境来看，嵌入式环境的硬件环境只有标准化的CPU，没有标准的存储、I/O和显示器单元。从应用环境来看，嵌入式操作系统面向单一设备的固定的应用。从开发界面来看，嵌入式试图为开发人员提供一个让开发人员可以自主控制系统的所有资源。可裁剪性带给用户的一个最直接的好处是硬件成本降低。由于设备中只包含应用程序用到的那不人操作系统功能，这就使得系统变得

简单、易把握，从而提高系统的可靠性。

3. 嵌入式操作系统具有高可靠性。

一般嵌入式系统一旦开始运行就不需要人的过多干预。在这种条件下，要求负责系统管理的嵌入式操作系统具有较高的稳定性和可靠性。若嵌入式系统无操作系统的话可靠性会很差。嵌入式系统提供的资源有限，由于硬件的限制，嵌入式操作系统必须小巧简洁。对于系统来说，组成越简单，性能越可靠；组成越复杂，故障概率越大是一个常理。局部的不足会导致整体的缺陷，系统中任何部分的不可靠都会导致系统整体的不可靠。

此外，嵌入式操作系统绝大部分系统代码时用C编写的，具有良好的移植性。不仅如此，系统在运行过程中，系统调用的时间可以预测。虽然系统调用的执行时间不是一个固定值，但是其最大执行时间可以确定，从而能对系统运行的最好情况和最坏情况作出精确地估计。

下表是简单总结上述关于嵌入式操作系统有无操作系统性能比较内容的表格。

表嵌入式系统有无操作系统性能比较

与其他类型的操作系统相比，嵌入式操作系统具有以下一些特点。

(1) 体积小。嵌入式系统有别于一般的计算机处理系统，它不具备像硬盘那样大容量的存储介质，而大多使用闪存（Flash Memory ）作为存储介质。这就要求嵌入式操作系统只能运行在有限的内存中，不能使用虚拟内存，中断的使用也受到限制。因此，嵌入式操作系统必须结构紧凑，体积微小。

(2) 实时性。大多数嵌入式系统都是实时系统，而且多是强实时多任务系统，要求相应的嵌入式操作系统也必须是实时操作系统。实时操作系统作为操作系统的一个重要分支已成为研究的一个热点，主要探讨实时多任务调度算法和可调度性、死锁解除等问题。

(3) 特殊的开发调试环境。提供完整的集成开发环境是每一个嵌入式系统开发人员所期待的。一个完整的嵌入式系统的集成开发环境一般需要提供的工具是编译/连接器、内核调试/跟踪器和集成图形界面开发平台。其中的集成图形界面开发

平台包括编辑器、调试器、软件仿真器和监视器等。

(4) 固化代码。在嵌入式系统中，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。辅助存储器在嵌入式系统中很少使用。因此，嵌入式操作系统的文件管理功能应该能够很容易地拆卸，而用各种内存文件系统。

(5) 操作方便、简单、提供友好的图形GUI，图形界面，易学易用。

3. 结语

嵌入式操作系统是嵌入式系统软硬件资源的控制中心,它以尽量合理的有效方法组织多个用户共享嵌入式系统的各种资源。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。嵌入式系统的发展对嵌入式操作系统提出了更高的要求。因此，对嵌入式操作系统的结构、设计、用户界面等诸多方面进行深入研究，将有助于嵌入式系统的应用和发展。

参考文献：

[1] 王磊.嵌入式操作系统比较研究.信息与电脑.2010,(3):44~45

[2]桑楠.嵌入式系统原理及应用开发技术.北京：高等教育出版社.2010:117

[3] 常用嵌入式操作系统的分析与比较