嵌入式系统设计师考试笔记之操作系统基础

【嵌入式系统设计师考试笔记之操作系统基础】 嵌入式系统设计中，操作系统基础是核心内容之一。嵌入式软件有其独特的特点，包括规模小、开发难度大、实时性和可靠性要求高以及需要固化存储。嵌入式软件分为三类：系统软件（如操作系统、驱动程序、中间件）、应用软件（定义设备功能和用户交互）和支撑软件（辅助开发工具）。 在无操作系统的情况下，嵌入式软件实现通常采用循环轮转或前台后台系统。循环轮转简单直观但无法处理异步事件，而前台后台系统引入中断处理，增强了处理能力。有操作系统能提高系统的可靠性、开发效率，降低成本，便于扩展和移植。 设备驱动层，即板级支持包（BSP），是嵌入式系统中硬件管理的关键。BSP封装了硬件相关代码，提供虚拟硬件平台，使操作系统与硬件隔离。BSP主要包括引导加载程序BootLoader和设备驱动程序。BootLoader是系统加电后首段运行的代码，负责硬件初始化和加载内核。在PC系统中，引导加载过程由BIOS和MBR中的引导程序完成。 设备驱动程序是操作系统与硬件交互的桥梁，实现硬件初始化、管理及提供访问接口。驱动程序通常包含启动、关闭、读写等基本功能，分层结构将硬件接口和调用接口分开，易于维护；混合结构则接口混杂，灵活性更高。 嵌入式中间件位于操作系统、设备驱动和应用软件之间，提供通用功能模块，便于应用软件的通信和协作，提高移植性和安全性。 嵌入式操作系统内核是OS的核心，负责任务管理、存储管理、设备管理和文件管理等关键功能。嵌入式操作系统根据系统类型、实时性、资源需求等不同，可分类为商业系统、专用系统和开源系统。不同的内核设计满足不同的系统设计和实际需求。 以上内容详述了嵌入式系统设计师需要掌握的操作系统基础知识，包括软件分类、无操作系统实现方式、操作系统的作用、BSP的功能、驱动程序的角色以及中间件的概念，这些知识对于理解和设计嵌入式系统至关重要。