嵌入式操作系统课程设计论文

嵌入式操作系统课程设计论文

嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。作为嵌入式系统的重要组成部分，嵌入式操作系统EOS（Embedded Operating System）是随着嵌入式系统的发展而出现的，是嵌入式系统发展到一定阶段的产物。嵌入式操作系统的出现，大大提高了嵌入式系统的开发效率，同时也促进了嵌入式的发展。

嵌入式操作系统并不是简单嵌入的操作系统，它除了具有通用操作系统的基本特点外，在小巧、实时性、可装卸、可固化代码、强稳定性、弱交互性、具备统一接口等方面有突出的特点。2 三种典型EOS 分析作为在嵌入式操作系统市场通用的三种系统，Linux 、VxWorks 、Windows CE 在实时性、内核大小、调度算法、通信能力和开发环境等方面都有自己的特点，下面就对这几种系统的特点做一分析。

嵌入式实时操作系统（RTOS）是嵌入式系统的基础运行平台，是嵌入式系统稳定、可靠工作的基础，其功能和性能的好坏将直接影响嵌入式系统的功能和性能。嵌入式时实操作系统目前应用的范围越来越广，逐渐成为今后操作系统开发和发展的主要方向。其应用领域大到工业控制,小到个人消费用品如数码相机,手机,PDA等无处不在，通信系统也大量的使用嵌入式实时操作系统作为操作系统平台.

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) VxWorks

VxWorks 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。VxWorks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--rola MC68xxx，MIPS RX000，Power PC，ARM ，StrongARM 等。大多数的VxW---orksAPI 是专有的。

(2) QNX

QNX 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。

POSIX 表示可移植操作系统接口(Portable Operating SystemInterface,缩写为POSIX 是为了读音更像UNIX)电气和电子工程师协会(IEEE）最初开发POSIX 标准,是为了提高UNIX 环境下应用程序的可移植性。然而,POSIX 并不局限于UNIX.许多其它的操作系统,例如DEC OpenVMS 和Windows NT ,都支持POSIX 标准,尤其是IEEE Std.1003.1-1990(1995 年修订)或POSIX.1, POSIX.1 提供了源代码级别的 C 语言应用编程接口（API）给操作系统的服务程序,例如读写文件.POSIX.1 已经被国际标准化组织(ISO)所接受，被命名为ISO/IEC 9945-1:1990 标准。POSIX 现在已经发展成为一个非常庞大的标准族，某些部分正处在开发过程中。POSIX与IEEE 1003 和2003 家族的标准是可互换的

(3) Palm OS

3Com 公司的Palm OS 在掌上电脑和PDA 市场上占有很大的市场份额。它

有开放的操作系统应用程序接口(API)，开发商可以根据需要自行开发所需的应用程序。目前共有3500 多个应用程序可以运行在Palm Pilot 上。其中大部分应用程序均为其他厂商和个人所开发，使Palm Pilot 的功能得以不断增多。这些软件包括计算器、各种游戏、电子宠物、地理信息等。在开发环境方面，可以在Windows 95/98/NT 以及Macintosh 下安装PalmPilot Desktop。Palm Pilot 可以与流行的PC 平台上的应用程序(如Word，Excel 等)进行数据交换。

(4) Windows CE

Microsoft Windows CE 是从整体上为有限资源的平台设计的多线程、完整优先权、多任务的操作系统。它的模块化设计允许它对从掌上电脑到专用的工业控制器的用户电子设备进行定制。操作系统的基本内核至少需要200KB 的ROM。

(5) LynxOS

Lynx Real-time Systems 的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。LynxOS 支持线程概念，提供256 个全局用户线程优先级；提供一些传统的、非实时系统的服务特征，包括基于调用需求的虚拟内存，一个基于Motif 的用户图形界面，与工业标准兼容的网络系统以及应用开发工具。Motif 是开放软件基金（OSF）于1989 年推出的一个图形用户界面系统。由于它融合了多种图形用户界面产品中的优点，因此得到了OSF 的所有成员及广大第三方厂商的广泛支持。

目前Motif 已作为软件产品在OS/2、Unix、Sys V、OSF/1、VMS、Macintosh OS、Ultrix 等48 中操作系统平台上实现，并可在PC、工作站、小型机和大型机等各种计算机系统上运行。为了讲清楚Motif 是什么概念.先讲一下图形用户界面系统的层次结构（详细的知识大家查阅），一般的图形用户界面系统由六个层次构成：桌面管理系统、用户模型、窗口模型、显示模型、操作系统、硬件平台.Motif 位于用户模型层.它建立在X Window 系统之上,也就是说它以X Window 系统做显示模型的窗口模型。Motif 由工具箱（Motif Toolkit）、用户界面语言（UI-L）、窗口管理程序（MWM）、风格指南文档（Style Guide）等四部分组成：

Motif Toolkit 是一个具体的X Toolkit 产品，它包括Xt Intrinsics、Motif 对象元类集合和操纵这个对象元类集合的简便函数等三个部分。利用Motif 开发的应