嵌入式實(shí)時(shí)系統及其在通信系統中的應用

摘 要：闡述了嵌入式實(shí)時(shí)系統的原理及特點(diǎn)，分析并論述嵌入式實(shí)時(shí)系統實(shí)現過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題，討論了嵌入式實(shí)時(shí)系統在通信領(lǐng)域中的應用。
關(guān)鍵詞：嵌入式實(shí)時(shí)系統 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統 板級支持包（BSP） 電信管理網(wǎng)
　　近年來(lái)，以PC機為代表的通用計算機系統在硬件和軟件方面都取得了飛速的發(fā)燕尾服，處理器的運算速度已經(jīng)達到了每秒10億次的數量級。作為計算機系統核心的操作系統也從字符界面的單任務(wù)、單用戶(hù)的DOS，發(fā)展到擁有圖形界面的多用戶(hù)、多任務(wù)的Windows 98、Windows NT。計算機的應用已經(jīng)擴展到通信、交通、家電及醫療諸多領(lǐng)域。
　　然而，在經(jīng)過(guò)了很長(cháng)一段時(shí)間的快速發(fā)展，尤其是作為過(guò)去十年IT發(fā)展的推動(dòng)力以后，以PC為代表的通用計算機系統出現了發(fā)展減緩的趨勢;與此同時(shí)，新興IT產(chǎn)生的發(fā)展要求越來(lái)越多的設備具有小型化、智能化的特點(diǎn)。為適應這一發(fā)展趨勢，在計算機系統的應用過(guò)程中發(fā)展了一類(lèi)特殊的系統——嵌入式計算機系統，即嵌入式系統。
　　由于具備簡(jiǎn)潔、高效等特點(diǎn)，在最近幾年，嵌入式系統表現出了強勁的發(fā)展勢頭;隨著(zhù)二十一世紀的到來(lái)，IT業(yè)迎來(lái)了一個(gè)嶄新的、以嵌入式系統為核心的“后PC時(shí)代（Post-PC Era）”。作為嶄新的、面向應用的計算機系統，嵌入式系統在集成了通用計算機系統的共性以外，還包含了很多適合“嵌入式”應用的新技術(shù);因此，嵌入式系統的發(fā)展越來(lái)越多地受到人們的普遍重視，其強大而靈活的可應用性得到了計算機、通信和信息等產(chǎn)業(yè)的廣泛認可，其就任已經(jīng)擴展到前所未有的廣泛領(lǐng)域。嵌入式系統的出現與發(fā)展將真正實(shí)現計算機的“無(wú)處不在”。

　　
　　因為在技術(shù)上與通用計算機系統有很多不同，因此，本文首先介紹了嵌入式系統的基本概念及其關(guān)鍵技術(shù)，并結合在通信系統中的應用說(shuō)明其技術(shù)特點(diǎn)及可應用性。
1 嵌入式實(shí)時(shí)系統
　　嵌入式系統內容包含一個(gè)或多個(gè)控制用的CPU以及針對特定應用環(huán)境而開(kāi)發(fā)的高層軟件，通常含有操作系統。在使用過(guò)程中，系統內部CPU和軟件的行為并不為外界所感知，因此叫做“嵌入式”系統;通常把對外部事件響應時(shí)間很短的嵌入式系統叫做“嵌入式實(shí)時(shí)系統”;應用于嵌入式實(shí)時(shí)系統的操作系統叫做“嵌入式實(shí)時(shí)操作系統”;相應的應用程序叫做“嵌入式時(shí)應用程序”。
　　1.1 嵌入式實(shí)時(shí)系統的構成
　　嵌入式實(shí)時(shí)系統包括硬件和軟件兩個(gè)方面，由硬件平臺、嵌入式實(shí)時(shí)操作系統及其他系統軟件模塊、實(shí)時(shí)應用程序三個(gè)部分組成。如圖1所示。
　　1.1.1 硬件平臺
　　嵌入式實(shí)時(shí)系統的硬件平臺通常以為能緊湊、專(zhuān)用性強的CPU為核心同時(shí)結合少量的外轉圍設備，具有應用相關(guān)性，即多樣性的特點(diǎn)。
　　1.1.2 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統及其他系統軟件模塊
　　操作系統和其他系統軟件介于硬件和應用程序之間，負責調度并管理實(shí)時(shí)應用程序，并完成對硬件的控制和操作。
　　1.1.3 實(shí)時(shí)應用程序
　　實(shí)時(shí)應用程序是基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統、利用操作系統提供的實(shí)時(shí)機制完成特定的嵌入式實(shí)時(shí)系統具體功能的應用程序。
　　在以上三個(gè)部分中，嵌入式實(shí)時(shí)操作系統是嵌入式實(shí)時(shí)系統的核心，是應用程序開(kāi)發(fā)和運行的平臺，是嵌入式實(shí)時(shí)系統區別于其他通用計算機系統的集中體現，也是推動(dòng)嵌入式實(shí)時(shí)系統廣泛應用的關(guān)鍵因素。
　　1.2 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統的特點(diǎn)
　　除了具有操作系統的共性以外，為適應“嵌入式實(shí)時(shí)”應用，嵌入式實(shí)時(shí)操作系統還具有實(shí)時(shí)性、微內核結合擴展模塊實(shí)現通用性與可配置性、操作系統不對外設作假設等突出特點(diǎn)。