嵌入式系统和嵌入式操作系统简介

1、CONVEX上海康纬斯电子技术有限公司地址：上海市闵行区金都路4299号综合楼4009室邮编：201108电话总机:(021)34675157传真：(021)34675157 地址：上海市闵行区金都路4299号综合楼4009室邮编：201108电话总机:(021)34675157传真：(021)34675157 嵌入式系统和嵌入式操作系统一、什么是Linux？Linux是一套免费使用和自由传播的类UNIX操作系统,主要用于基于Intelx86系列CPU的计算机上。Linux系统是由全世界各地的成千上万的程序员设计和实现的，其目的是建立不受任何商品化软件的版权所制约的、全世界都能自由使用的UNI

2、X兼容产品。Linux产生于一群真正的黑客。尽管人们习惯于认为Linus是Linux的缔造者，在linux包含的数以千计的文件中，也有一个名为Credits的文件记录了主要的LinuxHacker们的姓名和电子邮件地址(这个列表中包含了100多个名字，世界各地的都有)，但没有人说得清究竟有多少人参与了Linux的改进。这一游戏到今天并没有随着时间的推移而停止，相反却因为Linux的日益流行而爱好者甚众。因此开始使用Linux就犹如加入了一个高手如云的编程组织。二、嵌入式的分类三、嵌入式系统和嵌入式软件嵌入式系统是“控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置”(devicesusedtocon

3、trol,monitor,orassisttheoperationofequipment,machineryorplants)。从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体,还可以涵盖机械等附属装置。目前国内一个普遍被认同的定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌凡式软件单线程程序陌环轮辺系统有限状态机事件驱动程中断驱动系统多任务系统单机多任务系分布式系统图1按照软件结构划分，骸以式软件的分粪嵌入式系统是以嵌入式计算机为技术核心，面向用户、面向产品、面向应用，软硬件可裁减的，适用于对功能、可靠性、成本、体积

4、、功耗等综合性能有严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统应具有的特点是：高可靠性；在恶劣的环境或突然断电的情况下，系统仍然能够正常工作；许多嵌入式应用要求实时性，这就要求嵌入式操作系统具有实时处理能力；嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，它的升级换代也是具体产品同步进行；嵌入式系统中的软件代码要求高质量、高可靠性，一般都固化在只读存储器中或闪存中，也就是说软件要求固化存储，而不是存储在磁盘等载体中。嵌入式系统的三个基本要素是：“嵌入型”、“专用型”、“计算机系统”四、嵌入式操作系统嵌入式操作系统EOS(EmbeddedOperatingSystem)是将操作系统(如Linux操作系统)进行裁剪

5、修改，使之能在嵌入式计算机系统上运行的一种操作系统。EOS负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配、调度作，控制、协调并发活动；它必须体现其所在系统的特征，能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。目前，已推出一些应用比较成功的EOS产品系列。随着Internet技术的发展、信息家电的普及应用及EOS的微型化和专业化，EOS开始从单一的弱功能向高专业化的强功能方向发展。嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。EOS是相对于一般操作系统而方的，它除具备了一般操作系统最基本的功能，如任务调度、同步机制、中断处理、文件处理等外，还有以下特点：

6、可装卸性。开放性、可伸缩性的体系结构。强实时性。EOS实时性一般较强，可用于各种设备控制当中。统一的接口。提供各种设备驱动接口。操作方便、简单、提供友好的图形GUI,图形界面，追求易学易用。提供强大的网络功能，支持TCP/IP协议及其它协议，提供TCP/UDP/IP/PPP协议支持及统一的MAC访问层接口，为各种移动计算设备预留接口。强稳定性，弱交互性。嵌入式系统一旦开始运行就不需要用户过多的干预，这就要负责系统管理的EOS具有较强的稳定性。嵌入式操作系统的用户接口一般不提供操作命令，它通过系统的调用命令向用户程序提供服务。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

7、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CONVEX上海康纬斯电子技术有限公司CONVEX上海康纬斯电子技术有限公司上海康纬斯电子技术有限公司地址：上海市闵行区金都路4299号综合楼4009室邮编：201108电话总机:（021）34675157传真：（021）34675157 地址：上海市闵行区金都路4299号综合楼4009室邮编：201108电话总机:(021)34675157传真：(021)34675157 地址：上海市闵行区金都路4299号综合楼4009室邮编：201108电话总机:（021）34675157传真：（

8、021）34675157 各种内存文件系统。更好的硬件适应性，也就是良好的移植性。五、ARM和单片机区别1、软件方面这应该是最大的区别了。引入了操作系统。为什么引入操作系统？有什么好处嘛？1）方便。主要体现在后期的开发，即在操作系统上直接开发应用程序。不像单片机一样一切都要重新写。前期的操作系统移植工作，还是要专业人士来做。2）安全。这是LINUX的一个特点。LINUX的内核与用户空间的内存管理分开，不会因为用户的单个程序错误而引起系统死掉。这在单片机的软件开发中没见到过。3）高效。引入进程的管理调度系统，使系统运行更加高效。在传统的单片机开发中大多是基于中断的前后台技术，对多任务的管理有局限

9、性。2、硬件方面单片机是嵌入式独立发展的道路。现在的8位单片机技术硬件发展的也非常得快，也出现了许多功能非常强大的单片机。但是与32位ARM相比还是有些差距吧。ARM芯片大多把SDRAM,LCD等控制器集成到片子当中。在8位机，大多要进行外扩。ARM其实也是单片机，32位的单片机。单片机只是大陆人对微控制器的一个称呼，其学名叫做微控制器（英文简写:MCU）。而DSP芯片、ARM芯片也属于微控制器范畴。而PLC其实其内部也是由微控制器作为主控芯片的。总的来说，单片机是个微控制器，ARM显然已经是个微处理器了。引入嵌入式操作系统之后，可以实现许多单片机系统不能完成的功能。比如：嵌入式web服务器，

10、java虚拟机等。也就是说，有很多免费的资源可以利用，上述两种服务就是例子。如果在单片机上开发这些功能可以想象其中的难度。最后用个比喻来形容一下它们的区别：联合利华引进了一条香皂包装生产线，结果发现这条生产线有个缺陷：常常会有盒子里没装入香皂。总不能把空盒子卖给顾客啊，他们只好请了一个学自动化的博士后设计一个方案来分拣空的香皂盒。博士后拉起了一个十几人的科研攻关小组，综合采用了机械、微电子、自动化、X射线探测等技术，花了几十万，成功解决了问题。每当生产线上有空香皂盒通过，两旁的探测器会检测到，并且驱动一只机械手把空皂盒推走。中国南方有个乡镇企业也买了同样的生产线，老板发现这个问题后大为光火，找

11、了个小工来说你他妈给我把这个搞定。小工果然想出了办法：他在生产线旁边放了台风扇猛吹，空皂盒自然会被吹走。六、嵌入式Linux和WindowsCE的区别WindowsCE是微软开发的一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统，是基于掌上型电脑类的电子设备操作。嵌入式LinuxOS与WindowsCE相比的优点：第一，Linux是开放源代码的，不在存黑箱技术，遍布全球的众多Linux爱好者都是Linux开发者的强大技术支持者；而WindowsCE是非开放性OS,使第三方很难实现产品定制。第二，Linux的源代码随处可得，注释丰富，文档齐全，易于解决各种问题。第三，Linux的内核小、效率高；而Win

12、dowsCE在这方面是笨拙的，占用过多的RAM,应用程序庞大。第四，Linux是开放源代码的OS,在价格上极具竞争力，适合中国国情。WindowsCE的版权费用是厂家不得不考虑的因素。第五，Linux不仅支持x86芯片，还是一个跨平台的系统。到目前为止，它可以支持2030种CPU，很多CPU（包括家电业的芯片）厂商都开始做Linux的平台移植工作，而且移植的速度远远超过Java的开发环境。如果今天采用Linux环境开发产品，那么将来更换CPU时就不会遇到更换平台的困扰。第六，Linux内核的结构在网络方面是非常完整的，它提供了对包括十兆位、百兆位及千兆位的以太网络，还有无线网络、Tokenri

13、ng（令牌环）和光纤甚至卫星的支持。第七，Linux在内核结构的设计中考虑适应系统的可裁减性的要求，WindowsCE在内核结构的设计中并未考虑适应系统的高度可裁减性的要求。嵌入式LinuxOS与WindowsCE相比的弱点：第一，是开发难度较高，需要很高的技术实力；第二，是核心调试工具不全，调试不太方便，尚没有很好的用户图形界面；第三，与某些商业OS一样，嵌入式Linux占用较大的内存，当然，人们可以去掉部分无用的功能来减小使用的内存，但是如果不仔细，将引起新的问题；第四，有些Linux的应用程序需要虚拟内存，而嵌入式系统中并没有或不需要虚拟内存，所以并非所有的Linux应用程序都可以在嵌入

14、式系统中运行。七、嵌入式操作系统和通用计算机系统的区别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。嵌入式计算机系统同通用型计算机系统相比具有以下特点：1.嵌入式系统通常是面向特定应用的嵌入式CPU与通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在为特定用户群设计的系统中，它通常都具有低功耗、体积小、集成度高等特点，能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化，移动能力大大增强，跟网络的耦合也越来越紧密。2嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。3嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能，这样才能在具体应用中对处理器的选择更具有竞争力。嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，它的升级换代也是和具体产品同步进行，因此嵌入式系统产品一旦进入市