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嵌入式操作系统

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2024年3月18日发(作者:齐高岑)

嵌入式操作系统有哪些?

下面介绍国外和国内常用的实时操作系统。

1.国外著名的实时操作系统

国外实时操作系统已经从简单走向成熟,有代表性的产品主要有VxWorks,QNX,PalmOS,

WindowsCE等,占据了机顶盒、PDA等的绝大部分市场。

其实,实时操作系统并不是一个新生的事物,从20世纪80年代起,国际上就有一些IT组

织、公司开始进行商用嵌入式系统和专用操作系统的研发。

(1)VxWorks

VxWorks操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种实时操作系统。VxWorks

拥有良好的持续发展能力、高性能的内核以及良好的用户开发环境,在实时操作系统领域内

占据一席之地。它以其良好的可靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通信、军事、航空、航

天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中,如卫星通信、军事演习、导弹制导、飞机导航

等。

在美国的F-16、FA-18战斗机,B-2隐形轰炸机和爱国者导弹上,甚至连1997年4月在火

星表面登陆的火星探测器上也使用了VxWorks。它是目前嵌入式系统领域中使用最广泛、

市场占有率最高的系统。它支持多种处理器,如x86,i960,SunSparc,Moto--rolaMC68xxx,

MIPSRX000,PowerPC,ARM,StrongARM等。大多数的VxW---orksAPI是专有的。

(2)QNX

QNX是一个实时的、可扩充的操作系统;它部分遵循POSIX相关标准,如POSIX.1b实时

扩展;它提供了一个很小的微内核以及一些可选的配合进程。

其内核仅提供4种服务:进程调度、进程间通信、底层网络通信和中断处理,其进程在独立

的地址空间中运行。所有其他操作系统服务都实现为协作的用户进程,因此QNX内核非常

小巧(QNX4.x大约为12KB),而且运行速度极快。这个灵活的结构可以使用户根据实际的

需求,将系统配置成微小的嵌入式操作系统或包括几百个处理器的超级虚拟机操作系统。

POSIX表示可移植操作系统接口(PortableOperatingSystemInterface,缩写为POSIX是为了

读音更像UNIX)

电气和电子工程师协会(IEEE)最初开发POSIX标准,是为了提高UNIX环境下应用程序的

可移植性。

然而,POSIX并不局限于UNIX.许多其它的操作系统,例如DECOpenVMS和WindowsNT,

都支持POSIX标准,尤其是IEEEStd.1003.1-1990(1995年修订)或POSIX.1,POSIX.1提供了

源代码级别的C语言应用编程接口(API)给操作系统的服务程序,例如读写文件.

POSIX.1已经被国际标准化组织(ISO)所接受,被命名为ISO/IEC9945-1:1990标准。

POSIX现在已经发展成为一个非常庞大的标准族,某些部分正处在开发过程中。POSIX与

IEEE1003和2003家族的标准是可互换的

(3)PalmOS

3Com公司的PalmOS在掌上电脑和PDA市场上占有很大的市场份额。它有开放的操作系

统应用程序接口(API),开发商可以根据需要自行开发所需的应用程序。

目前共有3500多个应用程序可以运行在PalmPilot上。其中大部分应用程序均为其他厂商

和个人所开发,使PalmPilot的功能得以不断增多。这些软件包括计算器、各种游戏、电子

宠物、地理信息等。在开发环境方面,可以在Windows95/98/NT以及Macintosh下安装Palm

PilotDesktop。PalmPilot可以与流行的PC平台上的应用程序(如Word,Excel等)进行数据

交换。

(4)WindowsCE

MicrosoftWindowsCE是从整体上为有限资源的平台设计的多线程、完整优先权、多任务

的操作系统。它的模块化设计允许它对从掌上电脑到专用的工业控制器的用户电子设备进行

定制。操作系统的基本内核至少需要200KB的ROM。

(5)LynxOS

LynxReal-timeSystems的LynxOS是一个分布式、嵌入式、可规模扩展的实时操作系统,

它遵循POSIX.1a,POSIX.1b和POSIX.1c标准。

LynxOS支持线程概念,提供256个全局用户线程优先级;提供一些传统的、非实时系统

的服务特征,包括基于调用需求的虚拟内存,一个基于Motif的用户图形界面,与工业标

准兼容的网络系统以及应用开发工具。

Motif是开放软件基金(OSF)于1989年推出的一个图形用户界面系统。

由于它融合了多种图形用户界面产品中的优点,因此得到了OSF的所有成员及广大第三方

厂商的广泛支持。

目前Motif已作为软件产品在OS/2、Unix、SysV、OSF/1、VMS、MacintoshOS、Ultrix等

48中操作系统平台上实现,并可在PC、工作站、小型机和大型机等各种计算机系统上运行。

为了讲清楚Motif是什么概念.先讲一下图形用户界面系统的层次结构(详细的知识大家查

阅),一般的图形用户界面系统由六个层次构成:桌面管理系统、用户模型、窗口模型、显

示模型、操作系统、硬件平台.Motif位于用户模型层.它建立在XWindow系统之上,也就是

说它以XWindow系统做显示模型的窗口模型。

Motif由工具箱(MotifToolkit)、用户界面语言(UI-L)、窗口管理程序(MWM)、风格指

南文档(StyleGuide)等四部分组成:

MotifToolkit是一个具体的XToolkit产品,它包括XtIntrinsics、Motif对象元类集合和操

纵这个对象元类集合的简便函数等三个部分。

利用Motif开发的应用程序通常可分为两个部分:一部分是有关应用程序界面的代码;另

一部分是关于应用程序具体功能的代码。一般来说,应用程序中这两个部分是不会相互干扰

的。比如说菜单项位置的变动、标图的更换就都不会影响应用程序的功能。基于上述事实,

Motif引入了用户界面语言来解决用户界面的描述问题。

3.象其他窗口管理程序一样,Motif的窗口管理程序提供了一个对屏幕上的窗口进行管理的

手段,同时它页强化了用户界面视感的一致性.MWM支持Motif风格指南所描述的各种窗

口操作及显示窗口时的各种约定。

的风格指南以文档的形式说明了在Motif环境下开发应用程序时应遵守的规范。

(6)嵌入式Linux

随着Linux的迅速发展,嵌入式Linux现在已经有许多的版本,包括强实时的嵌入式Linux(如

新墨西哥工学院的RT-Linux和堪萨斯大学的KURT-Linux)和一般的嵌入式Linux版本(如

uClinux和PocketLinux等)。

其中,RT-Linux通过把通常的Linux任务优先级设为最低,而所有的实时任务的优先级都高

于它,以达到既兼容通常的Linux任务又保证强实时性能的目的。

另一种常用的嵌入式Linux是uClinux,它是针对没有MMU的处理器而设计的。它不能使

用处理器的虚拟内存管理技术,它对内存的访问是直接的,所有程序中访问的地址都是实际

的物理地址。它专为嵌入式系统做了许多小型化的工作。

由于嵌入式系统越来越追求数字化、网络化和智能化,因此原来在某些设备或领域中占主导

地位的软件系统越来越难以为继,因为要达到上述要求,整个系统必须是开放的、提供标准

的API,并且能够方便地与众多第三方的软硬件沟通。

Linux主要特点如下:

2024年3月18日发(作者:齐高岑)

嵌入式操作系统有哪些?

下面介绍国外和国内常用的实时操作系统。

1.国外著名的实时操作系统

国外实时操作系统已经从简单走向成熟,有代表性的产品主要有VxWorks,QNX,PalmOS,

WindowsCE等,占据了机顶盒、PDA等的绝大部分市场。

其实,实时操作系统并不是一个新生的事物,从20世纪80年代起,国际上就有一些IT组

织、公司开始进行商用嵌入式系统和专用操作系统的研发。

(1)VxWorks

VxWorks操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种实时操作系统。VxWorks

拥有良好的持续发展能力、高性能的内核以及良好的用户开发环境,在实时操作系统领域内

占据一席之地。它以其良好的可靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通信、军事、航空、航

天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中,如卫星通信、军事演习、导弹制导、飞机导航

等。

在美国的F-16、FA-18战斗机,B-2隐形轰炸机和爱国者导弹上,甚至连1997年4月在火

星表面登陆的火星探测器上也使用了VxWorks。它是目前嵌入式系统领域中使用最广泛、

市场占有率最高的系统。它支持多种处理器,如x86,i960,SunSparc,Moto--rolaMC68xxx,

MIPSRX000,PowerPC,ARM,StrongARM等。大多数的VxW---orksAPI是专有的。

(2)QNX

QNX是一个实时的、可扩充的操作系统;它部分遵循POSIX相关标准,如POSIX.1b实时

扩展;它提供了一个很小的微内核以及一些可选的配合进程。

其内核仅提供4种服务:进程调度、进程间通信、底层网络通信和中断处理,其进程在独立

的地址空间中运行。所有其他操作系统服务都实现为协作的用户进程,因此QNX内核非常

小巧(QNX4.x大约为12KB),而且运行速度极快。这个灵活的结构可以使用户根据实际的

需求,将系统配置成微小的嵌入式操作系统或包括几百个处理器的超级虚拟机操作系统。

POSIX表示可移植操作系统接口(PortableOperatingSystemInterface,缩写为POSIX是为了

读音更像UNIX)

电气和电子工程师协会(IEEE)最初开发POSIX标准,是为了提高UNIX环境下应用程序的

可移植性。

然而,POSIX并不局限于UNIX.许多其它的操作系统,例如DECOpenVMS和WindowsNT,

都支持POSIX标准,尤其是IEEEStd.1003.1-1990(1995年修订)或POSIX.1,POSIX.1提供了

源代码级别的C语言应用编程接口(API)给操作系统的服务程序,例如读写文件.

POSIX.1已经被国际标准化组织(ISO)所接受,被命名为ISO/IEC9945-1:1990标准。

POSIX现在已经发展成为一个非常庞大的标准族,某些部分正处在开发过程中。POSIX与

IEEE1003和2003家族的标准是可互换的

(3)PalmOS

3Com公司的PalmOS在掌上电脑和PDA市场上占有很大的市场份额。它有开放的操作系

统应用程序接口(API),开发商可以根据需要自行开发所需的应用程序。

目前共有3500多个应用程序可以运行在PalmPilot上。其中大部分应用程序均为其他厂商

和个人所开发,使PalmPilot的功能得以不断增多。这些软件包括计算器、各种游戏、电子

宠物、地理信息等。在开发环境方面,可以在Windows95/98/NT以及Macintosh下安装Palm

PilotDesktop。PalmPilot可以与流行的PC平台上的应用程序(如Word,Excel等)进行数据

交换。

(4)WindowsCE

MicrosoftWindowsCE是从整体上为有限资源的平台设计的多线程、完整优先权、多任务

的操作系统。它的模块化设计允许它对从掌上电脑到专用的工业控制器的用户电子设备进行

定制。操作系统的基本内核至少需要200KB的ROM。

(5)LynxOS

LynxReal-timeSystems的LynxOS是一个分布式、嵌入式、可规模扩展的实时操作系统,

它遵循POSIX.1a,POSIX.1b和POSIX.1c标准。

LynxOS支持线程概念,提供256个全局用户线程优先级;提供一些传统的、非实时系统

的服务特征,包括基于调用需求的虚拟内存,一个基于Motif的用户图形界面,与工业标

准兼容的网络系统以及应用开发工具。

Motif是开放软件基金(OSF)于1989年推出的一个图形用户界面系统。

由于它融合了多种图形用户界面产品中的优点,因此得到了OSF的所有成员及广大第三方

厂商的广泛支持。

目前Motif已作为软件产品在OS/2、Unix、SysV、OSF/1、VMS、MacintoshOS、Ultrix等

48中操作系统平台上实现,并可在PC、工作站、小型机和大型机等各种计算机系统上运行。

为了讲清楚Motif是什么概念.先讲一下图形用户界面系统的层次结构(详细的知识大家查

阅),一般的图形用户界面系统由六个层次构成:桌面管理系统、用户模型、窗口模型、显

示模型、操作系统、硬件平台.Motif位于用户模型层.它建立在XWindow系统之上,也就是

说它以XWindow系统做显示模型的窗口模型。

Motif由工具箱(MotifToolkit)、用户界面语言(UI-L)、窗口管理程序(MWM)、风格指

南文档(StyleGuide)等四部分组成:

MotifToolkit是一个具体的XToolkit产品,它包括XtIntrinsics、Motif对象元类集合和操

纵这个对象元类集合的简便函数等三个部分。

利用Motif开发的应用程序通常可分为两个部分:一部分是有关应用程序界面的代码;另

一部分是关于应用程序具体功能的代码。一般来说,应用程序中这两个部分是不会相互干扰

的。比如说菜单项位置的变动、标图的更换就都不会影响应用程序的功能。基于上述事实,

Motif引入了用户界面语言来解决用户界面的描述问题。

3.象其他窗口管理程序一样,Motif的窗口管理程序提供了一个对屏幕上的窗口进行管理的

手段,同时它页强化了用户界面视感的一致性.MWM支持Motif风格指南所描述的各种窗

口操作及显示窗口时的各种约定。

的风格指南以文档的形式说明了在Motif环境下开发应用程序时应遵守的规范。

(6)嵌入式Linux

随着Linux的迅速发展,嵌入式Linux现在已经有许多的版本,包括强实时的嵌入式Linux(如

新墨西哥工学院的RT-Linux和堪萨斯大学的KURT-Linux)和一般的嵌入式Linux版本(如

uClinux和PocketLinux等)。

其中,RT-Linux通过把通常的Linux任务优先级设为最低,而所有的实时任务的优先级都高

于它,以达到既兼容通常的Linux任务又保证强实时性能的目的。

另一种常用的嵌入式Linux是uClinux,它是针对没有MMU的处理器而设计的。它不能使

用处理器的虚拟内存管理技术,它对内存的访问是直接的,所有程序中访问的地址都是实际

的物理地址。它专为嵌入式系统做了许多小型化的工作。

由于嵌入式系统越来越追求数字化、网络化和智能化,因此原来在某些设备或领域中占主导

地位的软件系统越来越难以为继,因为要达到上述要求,整个系统必须是开放的、提供标准

的API,并且能够方便地与众多第三方的软硬件沟通。

Linux主要特点如下:

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