第3課嵌入式操作系統(tǒng)概述(編輯修改稿)
2024-11-03 16:09 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 設(shè)備。 – 有些產(chǎn)品可能會包含如下形式的輔助存儲器： 固態(tài)硬盤（以 RAM芯片制成的硬盤）、快閃存儲卡甚至是傳統(tǒng)的硬盤。 嵌入式 Linux的分類 2 電子元件的規(guī)模 ? 大型系統(tǒng)的特性 是： 使用運算能力強(qiáng)大的 CPU，或是使用多個CPU并且可以使用大量的 RAM和永久性存儲器 通常，這類系統(tǒng)需要進(jìn)行大量計算來完成特定的任務(wù)。 – 例如大型的電信交換機(jī)以及飛行仿真器。 嵌入式 Linux的分類 3 實時要求 ? 根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的時限要求，可以分為 – 硬實時系統(tǒng) 系統(tǒng) 必須在預(yù)定 的截止期之內(nèi) 作出反應(yīng)，否則會發(fā)生災(zāi)難事件 。 – 軟實時系統(tǒng) 像音頻、視頻流系統(tǒng)往往是軟實時系統(tǒng)，因為該系統(tǒng)一時的失誤并不會造成無法彌補(bǔ)的災(zāi)難 。 – 非實時系統(tǒng) 一般 會被應(yīng)用在需要及時（或適時）作出響應(yīng)但不必立即完成的系統(tǒng)上。這樣的系統(tǒng)雖然比較慢，但是不會影響最后結(jié)果 Embedded Operating Systems 38 基于 Linux的嵌入式操作系統(tǒng) ? uCLinux ? ARMLinux ? RTLinux/RTAI ? Embedix ? Blue Cat Linux ? Hard Hat Linux ? 等等 uCLinux ? uCLinux，代表著“ MicroControlLinux”，意為 “針對微控制領(lǐng)域而設(shè)計的 Linux系統(tǒng) ” 。 ? uCLinux是 Lineo公司的主打產(chǎn)品，同時也是開放源碼的嵌入式 Linux的典范之作 。 ? uCLinux支持 ， 已經(jīng)被成功地移植到很多平臺 上 。 RTLinux ? RTLinux是開放源代碼的 具有硬實時特性的多任務(wù) 操作系統(tǒng) 。 ? RTLinux是 美國新墨西哥 州立 大學(xué) 計算機(jī)科學(xué)系 Victor Yodaiken和 Micae Brannanov開發(fā)的嵌入式 Linux操作系統(tǒng) 。 ? RTLinux已經(jīng)成功地應(yīng)用于航天飛機(jī)的空間數(shù)據(jù)采集、科學(xué)儀器測控和電影特技圖像處理等廣泛領(lǐng)域。 紅旗嵌入式 Linux ? 由北京中科紅旗軟件技術(shù)有限公司推出，是國內(nèi)做得較好的一款嵌入式 Linux操作系統(tǒng) 。 – 精簡內(nèi)核，適用于多種常見的嵌入式 CPU； – 提供完善的嵌入式 GUI和嵌入式 XWindows； – 提供嵌入式瀏覽器、郵件程序和多媒體播放程序 ； – 提供完善的開發(fā)工具和平臺。 Linux內(nèi)核結(jié)構(gòu) ? Linux內(nèi)核概述 – Linux內(nèi)核特點 – – Linux內(nèi)核的組成 ? 存儲與進(jìn)程管理 – 存儲管理 – 進(jìn)程調(diào)度 ? 內(nèi)核源代碼目錄結(jié)構(gòu) Linux內(nèi)核特點 Linux 內(nèi)核 編程容易 可移植性 可量測性 模塊化 穩(wěn)定性和 可靠性 安全性 標(biāo)準(zhǔn)化和 互用性 完善的網(wǎng) 絡(luò)支持 ?Linux 內(nèi)核既能支持 32 位體系結(jié)構(gòu) 又能支持 64 位體系結(jié)構(gòu)。 ?Linux 內(nèi)核全部源代碼是遵守 GPL 軟件許可的免費軟件 ?開發(fā)者可以免費得到社區(qū)的貢獻(xiàn)、 支持、檢查代碼和測試。驅(qū)動程 序可以免費發(fā)布給其他人，可以 靜態(tài)編譯進(jìn)內(nèi)核。 ?以源碼形式發(fā)布驅(qū)動程序，可以 不必為每一個內(nèi)核版本和補(bǔ)丁版 本都提供二進(jìn)制的程序 新的調(diào)度器 內(nèi)核搶占 新的線程模型 文件系統(tǒng) 聲音 總線 電源管理 網(wǎng)絡(luò) 用戶界面層 統(tǒng)一的設(shè)備模型 Linux內(nèi)核的組成 ?進(jìn)程調(diào)度程序（ SCHED） 負(fù)責(zé)控制進(jìn)程訪 CPU。 保證進(jìn)程能夠公平地訪問 CPU，同時保證內(nèi)核可 以準(zhǔn)時執(zhí)行一些必需的硬件操作； ?內(nèi)核管理程序（ MM） 使多個進(jìn)程可以安全地共 享機(jī)器的主存系統(tǒng)，并支持虛擬內(nèi)存； ?虛擬文件系統(tǒng)（ VFS） 通過提供一個所有設(shè)備 的公共文件接口， VFS 抽象了不同硬件設(shè)備的細(xì) 節(jié)。此外， VFS 支持與其他操作系統(tǒng)兼容的不同 的文件系統(tǒng)格式； ?網(wǎng)絡(luò)接口（ NET） 提供對許多建網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和網(wǎng)絡(luò)硬 件的訪問； ?進(jìn)程間通信（ IPC） 子系統(tǒng)為進(jìn)程與進(jìn)程之間的 通信提供了一些機(jī)制。 這 5 部分之間是相互依賴的關(guān)系 內(nèi)存 管理 內(nèi)存管理 任務(wù) ?屏蔽各種硬件的內(nèi)存結(jié)構(gòu) 并向上層返回統(tǒng)一的訪問 界面 頁式存儲管理機(jī)制 ?每個頁面的大小隨處理機(jī)芯片而異 ?支持虛擬內(nèi)存 ? 硬件無關(guān)部分 ?進(jìn)程的映射和邏輯內(nèi)存的對換 ? 硬件相關(guān)部分 ?為內(nèi)存管理硬件提供了虛擬接口 分類 頁表 ?每個進(jìn)程保留一張頁表，用于將本進(jìn)程 空間中 的虛擬地址變換成物理地址。 進(jìn)程調(diào)度 ? counter 是進(jìn)程剩余的時間片 當(dāng)需要選擇下一個進(jìn)程運行時，由調(diào)度程序選擇 最值得運行 的進(jìn)程，依據(jù)每個進(jìn)程的 task_struct結(jié)構(gòu) policy priority rtpriority counter ? policy 是進(jìn)程的調(diào)度策略 ? 兩類 Linux 進(jìn)程：普通進(jìn)程與實時進(jìn)程 ? 實時進(jìn)程的優(yōu)先級高于其他進(jìn)程 ? priority 是調(diào)度管理器分配給進(jìn)程的優(yōu)先級 ? rt_priority 用于實時進(jìn)程間的選擇 ?
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