嵌入式系統(tǒng)引論ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-10 16:00 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 用于嵌入式設備和有實時性要求的系統(tǒng)中 實時操作系統(tǒng)是我們介紹的重點 2022 華東師范大學計算機科學技術系 26 ? 實時操作系統(tǒng)的特點 IEEE 的實時 UNIX分委會認為實時操作系統(tǒng)應具備以下的幾點 : ? 異步的事件響應 ? 切換時間和中斷延遲時間確定 ? 優(yōu)先級中斷和調(diào)度 ? 搶占式調(diào)度 ? 內(nèi)存鎖定 ? 連續(xù)文件 ? 同步 2022 華東師范大學計算機科學技術系 27 總的來說實時操作系統(tǒng)是事件驅(qū)動的，能對來自外界的作用和信號在限定的時間范圍內(nèi)作出響應。它強調(diào)的是 實時性、可靠性 和 靈活性 , 與實時應用軟件相結(jié)合成為有機的整體起著核心作用 , 由它來管理和協(xié)調(diào)各項工作 ,為應用軟件提供良好的運行軟件環(huán)境及開發(fā)環(huán)境。 從實時系統(tǒng)的應用特點來看實時操作系統(tǒng)可以分為兩種： 一般實時操作系統(tǒng) 嵌入式實時操作系統(tǒng) 。 2022 華東師范大學計算機科學技術系 28 一般實時操作系統(tǒng) 應用于實時處理系統(tǒng)的上位機和實時查詢系統(tǒng)等實時性較弱的實時系統(tǒng)，并且提供了開發(fā)、調(diào)試、運用一致的環(huán)境。 嵌入式實時操作系統(tǒng) 應用于實時性要求高的實時控制系統(tǒng)，而且應用程序的開發(fā)過程是通過交叉開發(fā)來完成的，即開發(fā)環(huán)境與運行環(huán)境是不一致。嵌入式實時操作系統(tǒng)具有規(guī)模小 (一般在幾 K～幾十 K 內(nèi) )、可固化使用、實時性強 (在毫秒或微秒數(shù)量級上 )的特點 。 2022 華東師范大學計算機科學技術系 29 ? 實時操作系統(tǒng)的優(yōu)缺點 優(yōu)點 ：在嵌入式實時操作系統(tǒng)環(huán)境下開發(fā)實時應用 程序使程序的設計和擴展變得容易，不需要 大的改動就可以增加新的功能。通過將應用 程序分割成若干獨立的任務模塊，使應用程 序的設計過程大為簡化；而且對實時性要求 苛刻的事件都得到了快速、可靠的處理。通 過有效的系統(tǒng)服務，嵌入式實時操作系統(tǒng)使 得系統(tǒng)資源得到更好的利用。 缺點 ：但是，使用嵌入式實時操作系統(tǒng)還需要額外 的 ROM/RAM開銷， 2～ 5%的 CPU額外負荷，以及 內(nèi)核的費用。 2022 華東師范大學計算機科學技術系 30 uClinux是一個完全符合 GNU/GPL公約的操作系統(tǒng)，完全開放代碼。 uClinux從 Linux 內(nèi)核派生而來，沿襲了主流 Linux的絕大部分特性。它是專門針對沒有 MMU的 CPU，并且為嵌入式系統(tǒng)做了許多小型化的工作。適用于沒有虛擬內(nèi)存或內(nèi)存管理單元 (MMU)的處理器，例如ARM7TDMI。它通常用于具有很少內(nèi)存或 Flash的嵌入式系統(tǒng)。它保留了 Linux的大部分優(yōu)點： 穩(wěn)定 、 良好的移植性 、 優(yōu)秀的網(wǎng)絡功能 、 完備的對各種文件系統(tǒng)的支持 、 以及標準豐富的 API等 。 ? 常見的嵌入式操作系統(tǒng) —— 嵌入式 Linux 2022 華東師范大學計算機科學技術系 31 ? 常見的嵌入式操作系統(tǒng) Windows CE是微軟開發(fā)的一個開放的、可升級的 32位嵌入式操作系統(tǒng)，是基于掌上型電腦類的電子設備操作，它是精簡的 Windows 95。Windows CE的圖形用戶界面相當出色。 Win CE具有模塊化、結(jié)構化和基于 Win32應用程序接口以及與處理器無關等特點。 Win CE不僅繼承了傳統(tǒng)的 Windows圖形界面，并且在 Win CE平臺上可以使用 Windows 95/98上的編程工具（如Visual Basic、 Visual C++等）、 使絕大多數(shù)的應用軟件只需簡單的修改和移植就可以在Windows CE平臺上繼續(xù)使用 。 —— Win CE 2022 華東師范大學計算機科學技術系 32 ? 常見的嵌入式操作系統(tǒng) —— VxWorks VxWorks操作系統(tǒng)是美國 公司于 1983年設計開發(fā)的一種嵌入式實時操作系統(tǒng)（ RTOS），是嵌入式開發(fā)環(huán)境的關鍵組成部分。良好的持續(xù)發(fā)展能力、高性能的內(nèi)核以及友好的用戶開發(fā)環(huán)境，在嵌入式實時操作系統(tǒng)領域占據(jù)一席之地。它以其良好的可靠性和卓越的實時性被廣泛地應用在通信、軍事、航空、航天等高精尖技術及實時性要求極高的領域中，如衛(wèi)星通訊、軍事演習、彈道制導、飛機導航等，甚至在 1997年 4月登陸火星表面的火星探測器上也使用到了 VxWorks。 2022 華東師范大學計算機科學技術系 33 ? 常見的嵌入式操作系統(tǒng) OSE主要是由 ENEA Data AB 下屬的 ENEA OSE Systems AB負責開發(fā)和技術服務的，一直以來都充當著實時操作系統(tǒng)以及分布式和容錯性應用的先鋒，并保持良好的發(fā)展態(tài)勢。 OSE的客戶深入到電信，數(shù)據(jù)，工控，航空等領域，尤其在電信方面，該公司已經(jīng)有了十余年的開發(fā)經(jīng)驗，同諸如愛立信，諾基亞，西門子等知名公司確定了良好的關系。 —— OSE 2022 華東師范大學計算機科學技術系 34 ? 常見的嵌入式操作系統(tǒng) Nucleus PLUS是為實時嵌入式應用而設計的一個搶先式多任務操作系統(tǒng)內(nèi)核，其 95％的代碼是用 ANSIC寫成的，因此非常便于移植并能夠支持大多數(shù)類型的處理器。 Nucleus PLUS采用了軟件組件的方法。每個組件具有單一而明確的目的，通常由幾個 C及匯編語言模塊構成，提供清晰的外部接口，對組件的引用就是通過這些接口完成的。由于采用了軟件組件的方法，使 Nucleus PLUS 的各個組件非常易于替換和復用。 —— Nucleus 2022 華東師范大學計算機科學技術系 35 ? 常見的嵌入式操作系統(tǒng) eCos是 RedHat公司開發(fā)的源代碼開放的嵌入式 RTOS產(chǎn)品，是一個可配置、可移植的嵌入式實時操作系統(tǒng)，設計的運行環(huán)境為 RedHat的GNUPro和 GNU開發(fā)環(huán)境。 eCOS的所有部分都開放源代碼，可以按照需要自由修改和添加。 eCOS的關鍵技術是操作系統(tǒng)可配置性，允許用戶組和自己的實時組件和函數(shù)以及實現(xiàn)方式，特別允許 eCOS的開發(fā)則定制自己的面向應用的操作系統(tǒng)，使 eCos能有更廣泛的應用范圍。 —— eCos 2022 華東師范大學計算機科學技術系 36 ? 常見的嵌入式操作系統(tǒng) μ C/OSII是一個源碼公開、可移植、可固
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