嵌入式操作系统中的关键技术
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2007-06-28
09:59:05
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嵌入式操作系统中的关键技术
陶品
现在许多嵌入式系统要胜任的工作越来越复杂，需要采用 32 位的嵌入式处理器，这样嵌
入式操作系统就成为嵌入式系统设计中必不可少的一个环节。众所周知通用操作系统（如
Microsoft Windows 系列的操作系统）并不适合直接应用在嵌入式操作系统上，为了适应嵌
入式系统的需要，必须在整个系统的软件架构中引入嵌入式操作系统。
在嵌入式系统应用中，早期的 16 位及 16 位以下的微处理器计算能力有限，要处理的任
务一般比较简单，因而程序员可以在应用程序中自己管理微处理器的工作流程，很少需要
用到嵌入式操作系统。当系统变得较为复杂后，对系统中断的处理以及多个功能模块之间
的协调需要由程序员自己来控制和解决，这样做的结果是，随着程序内部的逻辑关系变得
越来越复杂，软件开发小组对于驾驭复杂的功能模块逐渐显得力不从心，为了保证中断相
关处理的正确性和完整性，为了保证不同模块之间对硬件资源的共享和互斥，为了保证系
统能定期执行各种任务，软件开发小组不得不编写和维护一个复杂的专用操作系统和应用
程序的结合体，这样做使得系统的开发和维护成本加大，也不利于系统的升级。所以在逐
渐变得复杂的嵌入式系统中采用成熟的嵌入式操作系统成为更好的解决方案，如嵌入式
Linux,VxWorks、pSOS、WinCE、DeltaOS、uCOS、TinyOS 等等。
为了实现一个支持各种硬件体系结构、运行稳定高效的嵌入式操作系统需要付出很多的
心血，嵌入式操作系统本身包含大量的代码，而且这些代码非常精巧、相应的数据结构非
常复杂，即使是读懂这些代码也要花费很多时间。比如最简单的 μCOS-II 嵌入式操作系统
的最小实现也需近千行代码，而普通的嵌入式 Linux 内核则有近百万行代码。在嵌入式开
发中推荐采用一种通用的嵌入式操作系统，而不是自己从头编写一个专用的嵌入式操作系
统，因为通甩的嵌入式操作系统经过多年的发展一般来说稳定性，性能、功能等各方面都
会比自己重写一个专用的操作系统要好，而且购买它们的成本也比自己从头开发要低得多
另外，通用嵌入式操作系统一般都遵循操作系统接口标准——POSIX,使用这些系统调用接
口进行开发可以大大方便上层应用软件在不同嵌入式操作系统、不同操作系统版本之间的
移植，系统升级换代方便、成本低、速度快。 总结来说采用嵌入式操作系统的原因是：解
决多任务所带来的复杂性；提高应用程序的可移植性；降低系统开发和维护成本。
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