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1、 基于 Linux 的嵌入式系统概述摘要：在嵌入式应用领域里，从因特网设备到专用控制系统，Linux操作系统前景都很光明，在后pc 时代，对嵌入式系统的研究与开发也成为当前的一个热点。标准Linux 是典型的分时系统，具有较差的实时性。随着Linux 操作系统在实时应用领域的不断扩展，增强Linux 系统的实时性变得尤为必要。本文对Linux内核体系结构进行了较详细的描述，给出了Linux 内核整体结构的优势，并提出了基于Linux 内核的设备驱动程序开发的主要思想。关键词：嵌入式系统；嵌入式 Linux 系统，实时操作系统，操作系统前言和背景介绍：随着多媒体技术、通讯技术相结合的信息时代的快
2、速发展和互联网的广泛应用。在当前的数字信息技术和网络技术高速发展的后 PC 时代，嵌入式技术越来越和人们的生活紧密结合。嵌入式系统可存在于生活的各方面，从家里的电视机、洗衣机等工具，到办公室里的远程会议系统等，都属于可以使用嵌入式技术开发和改造的产品。Linux 作为嵌入式操作系统的主要优势是：可应用于多种硬件平台。Linux 已经被移植到多种硬件平台，这对受开销、时间限制的研究与开发项目是很有吸引力的。原型可以在标准平台开发后,移植到具体的硬件上，加快了软件与硬件的开发过程。因此，嵌入式操作系统有着相当重要的实际意义。一嵌入式的Linux系统内核的体系结构11 Linux内核的体系结构(1)
3、进程调度(Process Scheduler)：负责控制进程对CPU的使用。CPU是计算机系统中最核心的资源，调度程序负责在可运行进程中公平地选择，使其中之一成为运行进程，从而充分利用CPU的资源。同时，它也负责保证内核及时对硬件进行操作。(2)内存管理(Memory Manager)：标准Linux的内存管理支持虚拟内存，进程的代码、数据和堆栈的总量可以超过实际内存的大小。(3)虚拟文件系统(Virtual File System)：隐藏了不同硬件的具体细节，为所有设备提供统一的接口。虚拟文件系统可再分为逻辑文件系统和设备驱动程序两部分。(4)网络接口(Network Interface)：
4、负责支持标准的网络通信协议和各种网络硬件设备。其中网络通信协议部分负责实现各种标准的链路层、网络层和传输层协议；而设备驱动程序负责对网络硬件进行具体操作。(5)进程间通信(Inter Process Communieation)：支持进程间各种通信机制。其通信手段主要有：信号、文件锁、管道、等待队列、信号量、消息队列、共享内存、套接字。1.2 基于Linux内核的驱动程序的开发I/O系统是操作系统不可或缺的重要组成部分。一般的，操作系统的I/O 子系统要控制内存与外围设备（如磁盘、打印机，中断）之间的数据流动，操作系统通过设备驱动程序来完成对设备进行的交互，实现以上的操作，内核可以不必知道硬件
5、设备内部的复杂结构，而只需调用驱动程序提供的简单接口就可以访问设备。操作系统（内核）如果需要访问设备，它调用I/O子系统提供的标准接口去访问设备驱动程序，而I/O 子系统在完成这个任务时，无论是什么设备，都使用同一种调用方式进行操作。Linux内核的组织形式为整体式结构。也就是说整个Linux内核由很多过程组成，每个过程可以独立编译，然后用连接程序将其连接在一起成为一个单独的目标程序Linux内核又是开放式的结构，它允许任何人对其进行修正、改进和完善。二Linux与OS/2、Windows、Windows NT之间的区别和比较。从发展的背景看，Linux与其他操作系统的区别是，Linux是从一
6、个比较成熟的操作系统发展而来的，而其他操作系统，如Windows NT等，都是自成体系，无对应的相依托的操作系统。这一区别使得Linux的用户能大大地从Unix团体贡献中获利，无论是Unix的作者还是Unix的用户，都认为只有Unix才是一个真正的操作系统，许多计算机系统都存在Unix版本，Unix的用户可以从很多方面得到支持和帮助。因此，Linu做为Unix的一个克隆，同样会得到相应的支持和帮助，直接拥有Unix在用户中建立的牢固的地位 从使用费用上看，Linux与其他操作系统的区别在于Linux是一种开放、免费的操作系统,而其他操作系统都是封闭的系统，需要有偿使用。我们能够免费得到很多Li
7、nux的版本以及为其开发的应用软件。OS/2和Windows NT等操作系统是具有版权的产品，其接口和设计均由某一公司控制，而且只有这些公司才有权实现其设计，它们是在封闭的环境下发展的。三嵌人式 Linux 在未来的发展：(1) Linux 在云计算方面，将继续扩大统治力 Linux，相关配合的开源软件将继续称霸云计算服务，并在服务器上增加很多的云操作选项，在 Linux 上虚拟私有或公共云。(2) Linux 的云计算优势，将体现在 Paas(平台即服务)方面，随着自动化管理的基础设施和应用程序的开发，虽然在 Windows 上一样可是实现，但是 Linux 将实现 Paas 作为出发点和支
8、柱，显然在 Linux 上将更有力度。(3) Linux 桌面将死,就是 Linux 桌面将转移到虚拟桌面设施 VDI(virtual desktop infrastruture)，底层的操作将变得非常少。(4) Linux 应用范围的迅速扩大，对 Linux 技术人才的需求空前高涨，Linux 人才的严重匮乏。在 Linux 的推广过程中，高校责无旁贷地成为先行军。参考文献：1 李太福 .罗松 Linux 嵌入式系统实时性分析与实时化改进期刊论文- 计算机应用研究 2004(4)2 陈闳中 Linux 在嵌入式操作系统中的应用期刊论文- 同济大学学报(自然科学版)2001,29(5)3 邹勇
9、.王青 .李明树 Linux 内核的实时支持的研究与实现 期刊论文- 计算机研究与发展2002,39(4)4 邵海东.周鹏.胡南军. 陈道蓄.谢立基于 LinuX 的嵌入式系统设计与实现 期刊论文- 计算机工程 2002,28(6)5 宁志新 .温建春.李海军嵌入式 Linux 关键技术研究期刊论文-齐齐哈尔大学学报(自然科学版) 2004(3)5 范彬 浅谈教育界学习推广 Linux 的必要性和紧迫性 期刊论文-电脑知识与技术2007,4(z2)6 张永选. 罗招贤. 将开源软件应用于教育期刊论文-科技广场7 刘文峰. 李程远.李善平嵌入式 Linux 操作系统的研究 期刊论文-浙江大学学报(工学版)2004,38(4)
