嵌入式操作系统的设计与实现

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1、浙江大学硕士学位论文统与嵌入式软件平台；围绕行业，聚焦行业，依托龙头企业，突出重点区域，建设面向领域的嵌入式软件平台系统，提升我国嵌入式操作系统厂商的整体实力，提升整机制造行业在嵌入式软件上的核心竞争力；面向产业链，建设上下配合、左右互动的合作性战略产业技术联盟，促进嵌入式软件产业的快速发展。换句话说，国家非常重视嵌入式操作系统的研究和发展。1．2嵌入式操作系统发展现状及特点目前嵌入式操作系统可以分为两个阵营，一个是商用嵌入式操作系统，一个是开源免费的嵌入式操作系统。商用嵌入式操作系统以Microsof【公司的W啦E，win

2、dRiver公司的Vxwork，MontaⅥsta公司的Mon协Ⅵsta“ⅡuX为代表：开源免费的嵌入式操作系统有坂村健领导和开发的T-kemel，Je行Diorule等开发维护的uCLinux，FSMLabs公司的R-Linll)(，Redhat公司的eCos，Expresslogic公司的Threadx等。uC／Os．II是一款源代码开放，学习免费但商用收费的嵌入式操作系统。国内自主知识产权的操作系统有中科院的Hopen，科银京成的Deltaos和科泰世纪的“和欣”操作系统等。这些操作系统各有各的特点，DeltaOs主要

3、面向嵌入式控制领域，“和欣”主要面向手机和网络应用，Hopen比较像一个通用的操作系统。虽然现在已经存在了许多嵌入式操作系统，其中不乏已经成熟并获得商业成功的，但这并不妨碍本文涉足此领域，这是因为：·大多数嵌入式操作系统并不兼容操作系统调用接口标准：·大多数嵌入式操作系统还未支持多处理器；·嵌入式操作系统很难垄断，只要在某个应用领域成功都算成功浙江太学硕士学位论文1．2．1不支持操作系统调用接口标准要实现既定的功能，光有操作系统还不行，必须有大量应用软件的支持。在操作系统系统发展的初期，应用软件要利用操作系统的特性，必须遵从

4、操作系统的规范。但现在的情况时，大量应用程序已经成型，如果一个操作系统只提供它自己特有的系统调用接口且不兼容现在的操作系统调用接口标准的话，想移植或使用现有的应用程序将花费巨大的人力物力，换句话说，这样的操作系统最终只能在小范围使用。另外，从现在的软件开发过程来看，一个项目的所有的软件都在一个公司内部自行开发是不现实的。越来越多的企业都倾向于购买其他公司的通过软件，即中间件，并将其嵌入到本公司的产品中使用。这种情况下，中间件的通用性显得极为重要，由此，要求操作系统和中间件都必须遵循一种统一的标准，这样才能到达复用的目的。现在

5、，有两个著名的描述操作系统(包括嵌入式实时操作系统)应用程序编程接口和设计规范的标准。一个是TRON，另一个是POsI)(。应用程序可以很容易的在遵循同一标准的嵌入式实时操作系统问移植。uni)(／Linux家族的操作系统都提供遵循POSⅨ标准的系统调用接口，eCos提供遵循POSⅨ标准和llITRON3．0标准的系统调用接口，T-Kenlel完全遵循TRoN标准，Micmsoft公司也加入了T-engille组织并是理事会成员。但是，大多数嵌入式操作系统现状是，其各自都有自己的一套规范和开发平台，没有提供对POsⅨ或Ⅱ∞N

6、的支持。1．2．2不支持多处理嚣事物发展遵循一种“个体重复发展”规律，即一个新的物种都经历着它的前辈发展的规律。在计算机产业中也有类似的情形，每一个新的物种(大型机、小型机、个人计算机、嵌入式计算机等)似乎都经历着它的前辈经历过的发展历程。以前仅用在服务器上的多核处理器已经实现了在个人计算机上的商用化，这似乎预示着多核处理器在嵌入式领域的大规模商用化的时代已经离我们不远了。事实1浙江大学硕士学位论文上，一些嵌入式处理器厂商己经开发出CPU十DSP的非对称多对理器(AMP)，ARM公司2004年5月对外发布了一款4核的支持AM

7、P和SMP的处理器MPcore。嵌入式多核处理器的出现必将促进嵌入式实时操作系统支持多核处理器。Linux本身就支持SMP(对称多处理)，所以从LinI】)(演化而来的嵌入式LiIluX操作系统大部分支持SMP，但是AMP尚未支持。Vxwjrks支持SMP。eCos操作系统有条件的支持SMP，即SMP要满足eCos规定的前提条件。nlre甜X在2005年宣布支持ARM公司的MPcore。尽管上述几个嵌入式操作系统已经有条件的支持多处理器了，但是对于大多数嵌入式操作系统来说，还只能运行在单处理器上，支持sMP和AMP肯定是嵌入

8、式实时操作系统发展的趋势，但做起来非常难，因为要同时兼顾实时性和多处理器上的负载均衡。另外，嵌入式多核处理器中，很大一部分是非对称多对理器，所以设计嵌入式实时操作系统是需要考虑如何较好的支持SMP和AMP。这方面即是本论文研究的难点，也是今后研究的重点。1．23嵌入式操作系统领域不容易被垄