嵌入式Linux：嵌入式系统软件的机遇和挑战.pdf

嵌入式Linux系统软件的机遇和挑战 嵌入式Linux系统正受到越来越多的关注，嵌入式系统设计工程师正在尝试从自己编写的或专用的实时操作系统（RTOS）转移到嵌入式Linux。半导体厂商、系统机、单板机的厂商也纷纷向人们展示采用嵌入式Linux的方案，如机顶盒、家庭网关、移动智能终端和以太网交换机等最新产品。 嵌入式Linux的优势包括： 1. Linux是Unix的一个变种，在过去的10多年中已经成功地应用于服务器和桌面系统。使用Linux可以大大发挥软件工程师在Unix系统上的开发经验，国内外大学的教学也逐渐从Unix转到Linux，并且开设嵌入式Linux软件课程。 2. 嵌入式Linux与Linux一样，是开放源代码软件。与专用RTOS或自己开发的RTOS相比，嵌入式Linux有以下优势： a. 使用嵌入式Linux与供应商无关，当今有多家供应商提供嵌入式Linux产品、服务、培训和应用工程，但是开放的Linux技术来源是一致的，而且是标准的，这将会避免传统的单一供应商所带来的产品不连续发展的风险。 b. 新硬件的支持，目前Linux是硬件制造商首选支持的OS，一般硬件支持是从微处理器开始的，Linux是支持微处理器种类最多的OS，还有更多的I/O设备驱动程序。 c. 更早地获取新技术，最新的技术的实现一般是在Linux软件平台上。如果您希望直接获取这些资源并使用它，那么嵌入式Linux比传统专用RTOS要容易的多。 d. 更低的成本，嵌入式Linux是一种没有版税的RTOS，使得使用Linux开发系统可以减少雇用和培训工程师熟悉专用RTOS的费用。 e. Linux社区的广阔资源，在辽阔的开放源代码的世界和Linux社区有数万名自由软件爱好者、数百家Linux发行版的公司和服务商以及几乎所有硬件制造商都在一个开放的、标准的软件平台上工作，有百余种公开源码的项目，如机顶盒、ATM和IPV6项目等。 嵌入式Linux在技术层面的几个问题包括： 1. 实时性问题，Linux承担了传统Unix的公平调度策略，即分时调度策略，它提供了一个稳定的操作系统的管理系统，但是它不能解决实时系统要求的纳秒级的中断延迟、任务切换时间。 2. 可抢占性问题，传统的Linux是不可以被抢占的。目前解决Linux实时性的方法有两类。第一是改造内核，写一个专用的实时微内核，让传统的Linux作为一个优先级最低的进程，这种方法的优点是可以提供象专用RTOS一样的硬实时性，缺点是不可以保证Linux应用和设备驱动程序的完全兼容，代表产品是RTLinux。第二是写一个可抢占的Linux内核，这种可抢占的Linux内核是使用SMP（对称多处理器）技术在单个X86、PPC、ARM等RISC CPU以补丁形式加在自己的Linux内核上。 嵌入式Linux系统软件具有很大的机遇和挑战，它们可以使得嵌入式系统设计工程师更容易地开发和应用嵌入式系统，但是它们也面临着很大的挑战，如实时性问题、可抢占性问题等。