基于A(yíng)RM的嵌入式操作系統概述

FreeRTOS

　　FreeRTOS是一個(gè)迷你操作系統內核的小型嵌入式系統。作為一個(gè)輕量級的操作系統，功能包括：任務(wù)管理、時(shí)間管理、信號量、消息隊列、內存管理、記錄功能等，可基本滿(mǎn)足較小系統的需要。FreeRTOS任務(wù)可選擇是否共享堆棧，并且沒(méi)有任務(wù)數限制，多個(gè)任務(wù)可以分配相同的優(yōu)先權。相同優(yōu)先級任務(wù)的輪轉調度，同時(shí)可設成可剝奪內核或不可剝奪內核。

　　FreeRTOS 的移植主要需要改寫(xiě)如下三個(gè)文件。1.portmacro.h 2.port.c 3. port.asm

μTenux

　　μTenux基于A(yíng)RM微控制器平臺，對uT最適用于A(yíng)RM Cortex M0-M4系列的微控制器，代碼開(kāi)源、免費，是一個(gè)功能強大的搶占式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統。μTenux除具有實(shí)時(shí)嵌入式操作系統的一般特性：可移植性,可固化,可裁剪等特性以外,它還具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)微內核。無(wú)MMU, ROM/RAM占用量小,所占ROM最大60KB,最小10KB;RAM最大12KB,最小2KB;(2)開(kāi)源免費;(3)支持所有32位ARM7/9和Cortex M系列的微控制器;(4)可配置多達到256個(gè)任務(wù)以及140個(gè)任務(wù)優(yōu)先級;(5)有良好的商業(yè)支持, T-Engine論壇進(jìn)行總的維護。

　　移植主要包括：芯片系統時(shí)鐘移植，外設移植和通用輸出/輸入端口的移植以及看門(mén)狗模塊移植。由于考慮到內核代碼的重要性以及其在整個(gè)移植中的重要意義，且為了整個(gè)系統有更好的實(shí)時(shí)性，可選用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)操作系統的啟動(dòng)代碼。

VxWorks

　　VxWorks系統提供多處理器間和任務(wù)間高效的信號燈、消息隊列、管道、網(wǎng)絡(luò )透明的套接字。實(shí)時(shí)系統的另一關(guān)鍵特性是硬件中斷處理。為了獲得最快速可靠的中斷響應，VxWorks系統的中斷服務(wù)程序ISR有自己的上下文。VxWorks實(shí)時(shí)操作系統由400多個(gè)相對獨立的、短小精煉的目標模塊組成，用戶(hù)可根據需要選擇適當模塊來(lái)裁剪和配置系統，這有效地保證了系統的安全性和可靠性。系統的鏈接器可按應用的需要自動(dòng)鏈接一些目標模塊。這樣，通過(guò)目標模塊之間的按需組合，可得到許多滿(mǎn)足功能需求的應用。

　　移植過(guò)程可以參考網(wǎng)絡(luò )上一些BSP代碼，BSP的英文全稱(chēng)為board support package，即板級支持包，它的作用是針對特殊的硬件平臺，為VxWorks內核提供操作的接口。

μClinux

　　嵌入式Linux作為一個(gè)開(kāi)放源代碼的操作系統，以?xún)r(jià)格低廉、功能強大又易移植的特性正在被廣泛應用，μClinux是專(zhuān)門(mén)針對沒(méi)有MMU的處理器而設計的嵌入式Linux，非常適合中低端嵌入式系統的需求。 在GNU通用公共許可證的授權下，μClinux操作系統的用戶(hù)可以使用幾乎所有Linux的API函數，不會(huì )因為沒(méi)有內存管理單元MMU而受到影響;而且，μClinux在標準的Linux基礎上進(jìn)行了適當的裁剪和優(yōu)化，形成了一個(gè)高度優(yōu)化的、代碼緊湊的嵌入式Linux，體積小了，但是仍然保留了Linux的大多數的優(yōu)點(diǎn)，比如穩定性好、強大的網(wǎng)絡(luò )功能、良好的可移植性、完備的文件系統支持功能、以及標準豐富的應用程序接口A(yíng)PI等，可以支持類(lèi)似ARM7TDMI等類(lèi)型多的小巧玲瓏的中央處理器。

eCos

　　eCos中文翻譯為嵌入式可配置操作系統或嵌入式可配置實(shí)時(shí)操作系統。適合于深度嵌入式應用，主要應用對象包括消費電子、電信、車(chē)載設備、手持設備以及其他一些低成本和便攜式應用。eCos是一種開(kāi)發(fā)源代碼軟件，無(wú)任何版權費用。 eCos最大的特點(diǎn)是模塊化，內核可配置。如果說(shuō)嵌入式Linux太龐大了，那么eCos可能就能夠滿(mǎn)足要求。它是一個(gè)針對16位、32位和64位處理器的可移植開(kāi)放源代碼的嵌入式RTOS。和嵌入式Linux不同，它是由專(zhuān)門(mén)設計嵌入式系統的工作組設計的。eCos具有相當豐富的特性和一個(gè)配置工具，后者能夠讓你選取你所需要的特性。

　　eCos的軟件分了若干的模塊，移植工作主要在他的hal層進(jìn)行，所謂hal(硬件抽象層)就是把和硬件相關(guān)的軟件湊到一起。

μC/OS-II

　　μC /OS-II是一個(gè)完整的、可移植、可固化、可裁剪的占先式實(shí)時(shí)多任務(wù)內核。μC/OS-II絕大部分的代碼是用ANSI的C語(yǔ)言編寫(xiě)的，包含一小部分匯編代碼，使之可供不同架構的微處理器使用。其結構小巧簡(jiǎn)潔且支持搶占式的多任務(wù)調度與管理。此實(shí)時(shí)操作系統管理任務(wù)數多達64個(gè),且提供內部程序存儲器管理、系統運行時(shí)間管理、多任務(wù)實(shí)時(shí)調度與管理等功能。由于它的作者占用和保留了8個(gè)任務(wù)，所以留給用戶(hù)應用程序最多可有56個(gè)任務(wù)。賦予各個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級必須是不相同的。這意味著(zhù)μC/OS-II不支持時(shí)間片輪轉調度法。μC/OS-II為每個(gè)任務(wù)設置獨立的堆?？臻g，可以快速實(shí)現任務(wù)切換。

　　將μC/OS-II操作系統移植到目標處理器上，需要從硬件和軟件兩方面來(lái)考慮。硬件方面，目標處理器需滿(mǎn)足以下條件：

　?、偬幚砥鞯腃編譯器能產(chǎn)生可重入代碼;
　?、谟肅語(yǔ)言可以開(kāi)/關(guān)中斷;
　?、厶幚砥髦С种袛?，并且能夠產(chǎn)生定時(shí)中斷(通常在10～1000 Hz之間);
　?、芴幚砥髂軌蛑С秩菁{一定量數據的硬件堆棧;
　?、萏幚砥饔袑⒍褩Ｖ羔樅推渌拇嫫髯x出和存儲到堆?；騼却嬷械闹噶?。

　　軟件方面，主要是一些與處理器相關(guān)的代碼移植，其分布在OS_CPU.H、OS_CPU_C.C和OS_CPU_A.ASM這3個(gè)不同的文件中。

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