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如何选择嵌入式操作系统

2013-01-05 11:34
默菲
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  嵌入式操作系统是ARM CPU的软件基础,从8位/16位单片机发展到以arm CPU核为代表的32位嵌入式处理器,嵌入式操作系统将替代传统的由手工编制的监控程序或调度程序,成为重要的基础组件。更重要的是嵌入式操作系统对应用程序可以起到屏蔽的作用,使应用程序员面向操作系统级开发应用软件,并易于在不同的arm核的嵌入式处理器上移植。

  嵌入式操作系统都具有一定的实时性,易于裁剪和伸缩,可以适合于从ARM7到Xscale各种ARM CPU和各种档次的应用,嵌入式操作系统可以使用广泛流行的ARM开发工具,如arm公司的SDT/ADS和RealView等,也可以使用开发软件,如GCC/GDB、KDE或Eclipe开发环境,市场上还有专用的开发工具,如Tornado、μC/View、μC/KA、CODE/Lab、Metroworks等。

  本文就目前国内在arm CPU上广泛采用的三种嵌入式操作系统(μC/OS-II、μCLinux和嵌入式Linux)作分析。

  μC/OS-II嵌入式实时内核全世界数百种设备已经在使用μC/OS-II,包括手机、路由器、不间断电源、飞行器、医疗设备和工业控制设备。μC/OS-II已经有ARM7TDMI、ARM9和Strong ARM等各种ARM CPU的移植,支持包含Atmel、Hynix、Intel、Motorola、Philips、Samsung、Sharp等公司的arm核的CPU.μC/OS-II的移植也相当容易,与CPU相关的代码包装在三个文件中,它们是os_cpu.h、os_cpu_a.asm和os_cpu_c.c.μC/OS-II有60多个系统调用,覆盖任务、定时器、信号量、事件标志、邮箱、队列和内存管理,已经包含了传统嵌入式操作系统内核(如PSOS,VRTX)的功能,还支持互斥型信号量,这是90年代的嵌入式操作系统内核,如VxWorks和VRTXsa才有的技术。

  μC/OS-II因为是可抢占的实时内核,所以μC/OS-II与商业嵌入式实时内核在性能上没有什么差异,μC/OS-II没有用户态和内核态,任务(线程)或中断和任务切换的响应可以很快,主要是和arm CPU相关的。最新的2.7x版本还增加了算法以避免在移植中修改堆栈指针,这样可以保证μC/OS-II在不同的CPU上运行更稳定,移植更方便。μC/OS-II目前除了内核外还有商业化文件系统μC/FS,图形系统μC/GUI以及任务调试工具μC/KA和μC/View,但是μC/OS-II自己目前还没有TCP/IP协议系统。

  总的来说,μC/OS-II是一个非常容易学习,结构简单,功能完备和实时性很强的嵌入式操作系统内核,适合于各种嵌入式应用以及大专院校教学和科研。最后需要说明,μC/OS-II不是免费软件,任何人学习使用μC/OS-II需要购买《嵌入式实时操作系统μC/OS-II》一书,使用μC/OS-II的产品需要购买产品生产授权,购买了此授权的还可以得到开发期间的技术支持和升级服务。

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