|
嵌入式操作系統(tǒng)是ARM CPU的軟件基礎(chǔ),從8位/16位單片機(jī)發(fā)展到以ARM CPU核為代表的32位嵌入式處理器,嵌入式操作系統(tǒng)將替代傳統(tǒng)的由手工編制的監(jiān)控程序或調(diào)度程序,成為重要的基礎(chǔ)組件。更重要的是嵌入式操作系統(tǒng)對(duì)應(yīng)用程序可以起到屏蔽的作用,使應(yīng)用程序員面向操作系統(tǒng)級(jí)開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件,并易于在不同的ARM核的嵌入式處理器上移植。 嵌入式操作系統(tǒng)都具有一定的實(shí)時(shí)性,易于裁剪和伸縮,可以適合于從ARM7到Xscale各種ARM CPU和各種檔次的應(yīng)用,嵌入式操作系統(tǒng)可以使用廣泛流行的ARM開(kāi)發(fā)工具,如ARM公司的SDT/ADS和RealView等,也可以使用開(kāi)發(fā)軟件,如GCC/GDB、KDE或Eclipe開(kāi)發(fā)環(huán)境,市場(chǎng)上還有專用的開(kāi)發(fā)工具,如Tornado、μC/View、μC/KA、CODE/Lab、Metroworks等。 本文就目前國(guó)內(nèi)在ARM CPU上廣泛采用的三種嵌入式操作系統(tǒng)(μC/OS-II、μCLinux和嵌入式Linux)作分析。 μC/OS-II嵌入式實(shí)時(shí)內(nèi)核 全世界數(shù)百種設(shè)備已經(jīng)在使用μC/OS-II,包括手機(jī)、路由器、不間斷電源、飛行器、醫(yī)療設(shè)備和工業(yè)控制設(shè)備。μC/OS-II已經(jīng)有ARM7TDMI、ARM9和Strong ARM等各種ARM CPU的移植,支持包含Atmel、Hynix、Intel、Motorola、Philips、Samsung、Sharp等公司的ARM核的CPU。μC/OS-II的移植也相當(dāng)輕易,與CPU相關(guān)的代碼包裝在三個(gè)文件中,它們是os_cpu.h、os_cpu_a.asm和os_cpu_c.c。μC/OS-II有60多個(gè)系統(tǒng)調(diào)用,覆蓋任務(wù)、定時(shí)器、信號(hào)量、事件標(biāo)志、郵箱、隊(duì)列和內(nèi)存治理,已經(jīng)包含了傳統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核(如PSOS,VRTX)的功能,還支持互斥型信號(hào)量,這是90年代的嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核,如VxWorks和VRTXsa才有的技術(shù)。 μC/OS-II因?yàn)槭强蓳屨嫉膶?shí)時(shí)內(nèi)核,所以μC/OS-II與商業(yè)嵌入式實(shí)時(shí)內(nèi)核在性能上沒(méi)有什么差異,μC/OS-II沒(méi)有用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài),任務(wù)(線程)或中斷和任務(wù)切換的響應(yīng)可以很快,主要是和ARM CPU相關(guān)的。最新的2.7x版本還增加了算法以避免在移植中修改堆棧指針,這樣可以保證μC/OS-II在不同的CPU上運(yùn)行更穩(wěn)定,移植更方便。μC/OS-II目前除了內(nèi)核外還有商業(yè)化文件系統(tǒng)μC/FS,圖形系統(tǒng)μC/GUI以及任務(wù)調(diào)試工具μC/KA和μC/View,但是μC/OS-II自己目前還沒(méi)有TCP/IP協(xié)議系統(tǒng)。 總的來(lái)說(shuō),μC/OS-II是一個(gè)非常輕易學(xué)習(xí),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,功能完備和實(shí)時(shí)性很強(qiáng)的嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核,適合于各種嵌入式應(yīng)用以及大專院校教學(xué)和科研。最后需要說(shuō)明,μC/OS-II不是免費(fèi)軟件,任何人學(xué)習(xí)使用μC/OS-II需要購(gòu)買《嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-II》一書,使用μC/OS-II的產(chǎn)品需要購(gòu)買產(chǎn)品生產(chǎn)授權(quán),購(gòu)買了此授權(quán)的還可以得到開(kāi)發(fā)期間的技術(shù)支持和升級(jí)服務(wù)。 μCLinux操作系統(tǒng) μCLinux是Linux小型化后,適合于沒(méi)有MMU(內(nèi)存治理單元)的微處理器芯片而裁剪成的操作系統(tǒng),假如ARM CPU系列中的ARM7 TDMI、ARM940T等產(chǎn)品希望使用Linux操作系統(tǒng),只能用μCLinux,當(dāng)然,μCLinux也支持Motorola Dragonball、Coldfire等其它中低端嵌入式處理器。μCLinux保持了傳統(tǒng)Linux操作系統(tǒng)的主要特性,包括穩(wěn)定、強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)和文件系統(tǒng)的支持,μCLinux裁剪了大量的Linux內(nèi)核以縮小尺寸,適合象512k/b RAM、1M/b Flash這樣小容量、低成本的嵌入式系統(tǒng)。μCLinux系統(tǒng)小型化的另一簡(jiǎn)化是采用了μCLib庫(kù)替代Linux的Glib庫(kù),使用μCLib可以大大減少應(yīng)用程序的代碼尺寸,對(duì)于中小型嵌入式應(yīng)用,μCLib功能可以滿足需要,所以目前即使是某些采用Linux 2.4。 |
