微內核操作系統在嵌入式平臺上的應用
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引言
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/202396.htm在最近的幾年中，嵌入式技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。大到汽車(chē)、電梯、醫療儀器乃至工業(yè)設備，小到手機、MP4、照相機等消費電子產(chǎn)品，甚至是人們生活中所熟知的電冰箱、微波爐、洗衣機等傳統電器，到處可以看到嵌入式系統的身影。根據BCC Research Group的分析結果，嵌入式行業(yè)在最近5年中保持著(zhù)年均14%的增長(cháng)，到2009年將會(huì )成為一個(gè)880億的巨大市場(chǎng)。
所謂嵌入式系統是指為特定應用而設計的專(zhuān)用電腦系統，通常執行的是帶有特定要求的預先定義的任務(wù)。說(shuō)到嵌入式系統上的操作系統，人們首先想到的是各種經(jīng)過(guò)裁剪的Linux以及WinCE。但是Linux和WinCE本身作為單內核(monolithic kernel)操作系統，內核部分過(guò)于復雜，并不適用于嵌入式平臺。而μC/Os-II和eCos等又過(guò)于簡(jiǎn)單，不能提供完整的功能。而隨著(zhù)微內核(microkernel)操作系統的理論和實(shí)現越來(lái)越成熟，微內核操作系統開(kāi)始成為嵌入式平臺一個(gè)很好的選擇。
圖1 嵌入式平臺操作系統占有率比較圖
嵌入式平臺對操作系統的需求
嵌入式平臺上運行的操作系統一方面會(huì )根據嵌入式平臺所執行的功能對內核組件進(jìn)行裁剪，在滿(mǎn)足系統的應用功能的基礎上去除不必要的部分;另一方面，嵌入式平臺對操作系統的可靠性，實(shí)時(shí)性和安全性特性有很高的要求。
可靠性是指嵌入式設備特別是工業(yè)設備中的嵌入式系統經(jīng)常需要連續運行數以年計的時(shí)間而不出差錯?？梢韵胂袢绻w機中的嵌入式系統在飛機飛行時(shí)崩潰重啟，會(huì )造成多么大的危害。這就要求嵌入式系統上的操作系統的運行完全沒(méi)有錯誤，或者在錯誤出現的時(shí)候可以快速自動(dòng)復位，并且避免在操作系統中使用不穩定的模塊。
實(shí)時(shí)性是指系統能在確定的時(shí)間內執行操作并對外部的異步事件做出響應，比如汽車(chē)發(fā)生車(chē)禍時(shí)安全氣囊必須在極短的時(shí)間內打開(kāi)。一次正確的操作不僅要求邏輯功能上的正確，而且要求完成這些操作所花費的時(shí)間在限定之內。實(shí)時(shí)又分成硬實(shí)時(shí)和軟實(shí)時(shí)，硬實(shí)時(shí)要求任務(wù)在規定時(shí)間內必須完成，這由操作系統來(lái)保證;而軟實(shí)時(shí)要求事件響應是實(shí)時(shí)的，并按照任務(wù)的優(yōu)先級，盡可能在短時(shí)間內完成任務(wù)。實(shí)時(shí)操作系統需要調度一切可利用的資源完成有實(shí)時(shí)性要求的任務(wù)，其次才著(zhù)考慮提高操作系統的整體效率。
隨著(zhù)嵌入式系統越來(lái)越多得與外部連接，甚至是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接，其安全性也越來(lái)越受到關(guān)注。比如用掌上電腦進(jìn)行網(wǎng)上購物的時(shí)候，用戶(hù)的銀行帳號信息必須得到嚴格的保護。安全性具體是指要求嵌入式設備在與外部連接的過(guò)程中，其內部的數據不會(huì )偶然或被惡意地破壞、更改或者泄露，維持嵌入式系統中信息的保密性和完整性。
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