細看嵌入式操作系統

嵌入式系統以應用為中心，而嵌入式操作系統是嵌入式系統應用中的核心。

嵌入式系統是一種應用范圍非常廣泛的系統，可以這樣理解，除了桌面計算機和服務(wù)器外所有計算設備都屬于嵌入式系統。從便攜式音樂(lè )播放器到航天飛機上的實(shí)時(shí)系統控制都屬于嵌入式系統。

“嵌入式系統從技術(shù)上有人把它說(shuō)得很玄，給人的感覺(jué)就好像是一項最新技術(shù)，其實(shí)不是這樣的?！敝袊浖袠I(yè)協(xié)會(huì )嵌入式系統分會(huì )副理事長(cháng)兼秘書(shū)長(cháng)郭淳學(xué)告訴記者。

從上世紀80年代，英特爾研制出了4004微處理器開(kāi)始，嵌入式系統就開(kāi)始應用了，后來(lái)又出現了單片機，嵌入式系統應用開(kāi)始變得廣泛。新、老一代嵌入式系統的區別在于軟件方面有無(wú)操作系統支持。另外，新一代嵌入式系統在集成度方面也提高很多。

嵌入式系統是以應用為中心，整合了計算機軟件、硬件技術(shù)，通信技術(shù)和微電子技術(shù)，嵌入式系統主要由嵌入式微處理器、外圍硬件設備、嵌入式操作系統以及應用程序等四個(gè)部分組成。而嵌入式操作系統是嵌入式系統應用的核心。

走出認識誤區

嵌入式操作系統（Embedded Operating System）是一種實(shí)時(shí)的、支持嵌入式系統應用的操作系統軟件，它是嵌入式系統（包括硬、軟件系統）極為重要的組成部分，通常包括與硬件相關(guān)的底層驅動(dòng)軟件、系統內核、設備驅動(dòng)接口、通信協(xié)議、圖形界面、標準化瀏覽器Browser等。

“目前社會(huì )上對嵌入式操作系統的認識有一些誤區，一些人認為沒(méi)有操作系統就不能稱(chēng)作嵌入式系統，我覺(jué)得這種提法不準確?！惫緦W(xué)指出。

早期大部分的嵌入式系統并不需要操作系統，這和應用的功能有關(guān)系, 例如洗衣機、微波爐等，這樣的系統只需要一道控制程序管好幾個(gè)按鍵、指示燈和數碼管就可以了。

以前許多MCS51系列單片機組成的小系統就只是利用軟件實(shí)現簡(jiǎn)單的控制環(huán)路。加之微處理器等硬件的限制,如: 微處理器只有4位或8位, 內存太小等, 根本沒(méi)有操作系統生存的空間。

“近年來(lái)，信息家電、數碼產(chǎn)品、智能手機及各種掌上型多媒體設備成為IT產(chǎn)業(yè)的潮流，操作系統就顯得很必要?！?

實(shí)時(shí)多任務(wù)特點(diǎn)

目前，嵌入式操作系統的品種較多，僅用于信息電器的嵌入式操作系統就有40種左右，其中較為流行的主要有： Windows CE、Palm OS、Real-Time Linux、VxWorks、pSOS、PowerTV等。

與通用操作系統相比較，嵌入式操作系統在系統實(shí)時(shí)高效性、硬件的相關(guān)依賴(lài)性、軟件固態(tài)化以及應用的專(zhuān)用性等方面具有較為突出的特點(diǎn)。

大多數嵌入式系統都是實(shí)時(shí)系統，而且多是強實(shí)時(shí)多任務(wù)系統，要求相應的嵌入式操作系統也必須是實(shí)時(shí)操作系統。

實(shí)時(shí)操作系統作為操作系統的一個(gè)重要分支已成為研究的一個(gè)熱點(diǎn)，主要探討實(shí)時(shí)多任務(wù)調度算法和可調度性、死鎖解除等問(wèn)題。

特殊的開(kāi)發(fā)調試環(huán)境。提供完整的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境是每一個(gè)嵌入式系統開(kāi)發(fā)人員所期待的。一個(gè)完整的嵌入式系統的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境一般需要提供的工具是編譯/連接器、內核調試/跟蹤器和集成圖形界面開(kāi)發(fā)平臺。其中的集成圖形界面開(kāi)發(fā)平臺包括編輯器、調試器、軟件仿真器和監視器等。

嵌入式操作系統具有通用操作系統的基本特點(diǎn)，能有效管理復雜的系統資源，并且把硬件虛擬化，使得開(kāi)發(fā)人員從繁忙的驅動(dòng)程序移植和維護中解脫出來(lái)。

發(fā)展需要創(chuàng )新

國外嵌入式操作系統的發(fā)展已經(jīng)成熟，國內的嵌入式操作系統因為起步較晚，目前研究開(kāi)發(fā)主要是基于國外操作系統二次開(kāi)發(fā)和自主開(kāi)發(fā)的嵌入式操作系統兩種類(lèi)型。

“國內廠(chǎng)商在嵌入式操作系統的研發(fā)上一定要有自主知識產(chǎn)權，要有創(chuàng )新，應該鼓勵企業(yè)申請專(zhuān)利，避免一些重復建設?！惫緦W(xué)認為。

隨著(zhù)嵌入式系統的功能日趨復雜，硬件所提供的條件也逐步完善，選擇嵌入式操作系統也就顯得越發(fā)要了。

到了高端產(chǎn)品的階段，采用商業(yè)化嵌入式操作系統是最經(jīng)濟可行的方案，而這個(gè)階段的應用也為嵌入式操作系統的發(fā)展指出了方向。

“雖然暫時(shí)還沒(méi)有領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢，但從人員素質(zhì)來(lái)看，國內從業(yè)人員技術(shù)開(kāi)發(fā)實(shí)力素質(zhì)和技術(shù)實(shí)力還是很不錯的。如果能進(jìn)行廣泛的社會(huì )培訓，加之嵌入式軟件的市場(chǎng)和發(fā)展空間都很大。嵌入式系統會(huì )有很廣闊的前景?！惫緦W(xué)說(shuō)．

嵌入式市場(chǎng)會(huì )對嵌入式操作系統的發(fā)展不斷提出需求，因此嵌入式軟件會(huì )變得更加先進(jìn)。它會(huì )向智能化、數字化、網(wǎng)絡(luò )化方向進(jìn)一步發(fā)展。

中國軟件行業(yè)協(xié)會(huì )嵌入式系統分會(huì )副理事長(cháng)兼秘書(shū)長(cháng)

郭淳學(xué)

■ 移動(dòng)終端帶動(dòng)應用

手機作為人們通話(huà)、娛樂(lè )、獲取信息的重要工具之一，深受到人們的喜愛(ài)。智能手機一詞近兩年來(lái)也頻繁出現，百度一下“智能手機”，搜索到相關(guān)網(wǎng)頁(yè)竟達約八百多萬(wàn)篇。

智能手機提供了足夠的屏幕尺寸和帶寬，既方便隨身攜帶，又為軟件運行和內容服務(wù)提供了廣闊的舞臺，很多增值業(yè)務(wù)可以就此展開(kāi)，如：股票、交通、商品、應用程序下載、音樂(lè )圖片下載等。

智能手機之所以具有如此強大的功能，這與它采用了功能強大的嵌入式操作系統不無(wú)關(guān)系。

手機中嵌入式操可以分為兩大部分：一部分為操作系統內核，即實(shí)時(shí)執行程序；另一部分是輸入輸出部分(I/O)。而嵌入式系統對I/O的需求通常來(lái)講都比較小，因此很多手機操作系統本質(zhì)上就是一個(gè)實(shí)時(shí)執行程序。

手機操作系統具有操作系統的基本特征，它可以有效地管理復雜的系統資源；能夠把硬件虛擬化，尤其面對日趨增多的嵌入式處理器，如果與常用的桌面操作系統相比，手機操作系統在占用存儲空間、可靠性等方面卻具有非常鮮明的特征。

“但是，從手機行業(yè)來(lái)說(shuō)，由軟硬件組成的系統，絕大部分又都不是國產(chǎn)的。嵌入式軟件是由操作系統和許多應用軟件組成的，所以就整個(gè)嵌入式系統而言，完全國產(chǎn)的還很少?！惫緦W(xué)說(shuō)。