嵌入式操作系統(tǒng),通俗地說就是為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的操作系統(tǒng),是運行在嵌入式硬件 上的一類系統(tǒng)軟件。嵌入式系統(tǒng)負責管理系統(tǒng)資源,為用戶提供調(diào)用接口,方便用戶應(yīng)用 程序開發(fā)。一般來說,嵌入式操作系統(tǒng)是由啟動程序(Bootloader)、核心(Kernel)、根文 件系統(tǒng)(Root File System)組成的。通過特殊的燒錄工具把編譯好的嵌入式系統(tǒng)文件映像 燒寫到目標板的只讀存儲器(ROM)或者 Flash 存儲器中。
一個嵌入式系統(tǒng)的性能好壞很大程度上決定了整個嵌入式系統(tǒng)的性能。按照實時性能,嵌入式操作系統(tǒng)可以分成實時系統(tǒng)和分時系統(tǒng)。實時系統(tǒng)主要用在控制和通信領(lǐng)域, 分時系統(tǒng)主要用在消費類電子產(chǎn)品。本節(jié)將介紹幾種常見的嵌入式操作系統(tǒng)。
1、 VxWorks
VxWorks 是美國 WindRiver 公司(國內(nèi)也稱做風河公司)開發(fā)的高性能實時嵌入式操作系統(tǒng)。其特點是使用了自己開發(fā)的 WIND 內(nèi)核,有著很高的實時性能。該系統(tǒng)支持多種處理器,包括 PowerPC、x86、MIPS、ARM 等,內(nèi)核具備很好的裁剪能力,支持應(yīng)用程序動態(tài)下載和鏈接。VxWorks 系統(tǒng)提供了強大的集成開發(fā)工具 Tornado,用戶可以在主機通過網(wǎng)絡(luò)連接目標板的 TargetServer 直接調(diào)試目標板的程序,就好像在本地調(diào)試一樣。此外VxWorks 還具有很好的兼容性,其接口符合 POSIX(可移植操作系統(tǒng)接口)標準,用戶可以把其他系統(tǒng)上的應(yīng)用程序很快移植到 VxWorks 系統(tǒng),降低了開發(fā)難度。VxWorks 系統(tǒng)內(nèi)核是由進程管理、存儲管理、設(shè)備管理、文件管理、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等組成。內(nèi)核占用很小的存儲空間,最小的 WIND 內(nèi)核可以配置到編譯后僅有十幾 KB 大小。精煉的內(nèi)核保證了優(yōu)異的實時性能。VxWorks 系統(tǒng)被用在美國的火星探測器上,可見其穩(wěn)定性和實時性確實很高。
國內(nèi)最早在 1996 年引進 VxWorks 系統(tǒng),主要應(yīng)用在通信、國防、工業(yè)控制和醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域。VxWorks 系統(tǒng)是研究嵌入式操作系統(tǒng)的一個很好平臺,不過它是一個商業(yè)操作系統(tǒng),開發(fā)和使用成本都非常高。
2 、Windows CE
Windows CE 是微軟公司為嵌入式產(chǎn)品設(shè)計的一種嵌入式操作系統(tǒng),主要針對需要多線程、多任務(wù)而且資源有限的設(shè)備。該系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計,開發(fā)人員可以定制不同的 功能。Windows CE 系統(tǒng)支持豐富的外部硬件設(shè)備,包括鍵盤、鼠標、觸摸板、串口、網(wǎng)口、USB、音頻設(shè)備等。并且該系統(tǒng)有與 Windows 一致的圖形界面,可以很好地提高用戶體驗。Windows CE 的最大特點就是支持上千個微軟 Win32 編程接口(Microsoft Win32 API)。 在 Windows 下開發(fā)過應(yīng)用程序的程序員可以很快地熟悉 Windows CE。此外,Windows CE還支持 PC 上的模擬器,用戶可以從模擬器上開發(fā)應(yīng)用,調(diào)試完畢后再下載到目標板執(zhí)行,提高了開發(fā)效率。
Windwos CE 系統(tǒng)設(shè)計簡單靈活,主要應(yīng)用在各種小型設(shè)備,例如掌上電腦、餐廳點 餐器等設(shè)備上。
3、PalmOS
Palm 是 3Com 公司開發(fā)的一種掌上電腦產(chǎn)品。PalmOS 是為該掌上電腦專門設(shè)計的一種 32 位嵌入式操作系統(tǒng)。它在設(shè)計的時候就充分地考慮了掌上電腦資源緊張的情況,所以 適合內(nèi)存較小的掌上電腦使用。除此之外,PalmOS 提供了一個開放的操作系統(tǒng)接口,其他廠商和用戶可以為其編寫應(yīng)用程序。
PalmOS 最大限度地考慮了節(jié)能和硬件資源問題,提供了良好的電源管理功能和合理的內(nèi)存管理功能。Palm 設(shè)備的內(nèi)存都是可讀寫的 RAM,所以訪問速度非??臁4送?PalmOS還有很強的同步能力,可以與 PC 同步數(shù)據(jù)。
4 、Symbian
Symbian OS 中文名稱叫做塞班系統(tǒng),是由諾基亞、索尼愛立信、摩托羅拉等幾家移動通信設(shè)備制造商聯(lián)合設(shè)計的嵌入式操作系統(tǒng)。塞班系統(tǒng)主要針對手機,設(shè)計目標是簡單 易用。
塞班系統(tǒng)有一個強大的核心,支持對象導(dǎo)向系統(tǒng)和 Sun Java 語言。該系統(tǒng)的應(yīng)用程序主要使用 C++和 Java 開發(fā),從應(yīng)用開發(fā)角度來說,可以縮短開發(fā)周期。塞班系統(tǒng)本身支持多種外部設(shè)備,而且為廠商和用戶留有豐富的接口并且提供了開發(fā)工具。用戶可以很快地在塞班系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用程序。
5、 嵌入式Linux
嵌入式Linux(Embedded Linux)是標準Linux經(jīng)過小型化裁剪處理之后的專用Linux操作系統(tǒng),能夠固化于容量只有幾KB或者幾MB的存儲器芯片或者單片機中,適合于特定嵌入式應(yīng)用場合。目前,有很多開發(fā)的嵌入式系統(tǒng)中,大約有一半的系統(tǒng)使用嵌入式linux,嵌入式linux有鮮明的層次結(jié)構(gòu),有強大的網(wǎng)絡(luò)支持功能,具備完整的工具鏈,易建的開發(fā)環(huán)境等,而且也可以實現(xiàn)跨域嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中仿真工具的障礙Linux具有廣泛的硬件支持特性。常用嵌入式操作系統(tǒng)。