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1、嵌入式开发中三种操作系统的分析与比较三种常常利用的嵌入式操作系统Palm OS、Windows CE、Linux；在此基 础上、分析、比较这三种嵌入式操作系统，给出它们之间的异同点及各自的适用 范围。1嵌入式系统与嵌入式操作系统1.1嵌入式系统嵌入式系统是以嵌入式运算机为技术核心，面向用户、面向产品、面向应用， 软硬件可裁减的，适用于对功能、靠得住性、本钱、体积、功耗等综合性能有严 格要求的专用运算机系统。嵌入式系统应具有的特点是：高靠得住性；在恶劣的环境或突然断电的情形 下，系统仍然能够正常工作；许多嵌入式应用要求实时性，这就要求嵌入式操 作系统具有实时处置能力；嵌入式系统和具体应用有机地结
2、合在一路，它的升 级换代也是具体产品同步进行；嵌入式系统中的软件代码要求高质量、高靠得住 性，一般都固化在只读存储器中或闪存中，也就是说软件要求固态化存储，而 不是存储在磁盘等载体中。1.2嵌入式操作系统嵌入式操作系统EOS (Embedded Operating System)是一种用途普遍的系统 软件，过去它主要应用于工业控制和国防系统领域。EOS负责嵌入系统的全数 软、硬件资源的分派、调度作，控制、协调并发活动；它必需表现其所在系统 的特征，能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。目前，已推出一些应 用比较成功的EOS产品系列。随着Internet技术的进展、信息家电的普及应用及EO
3、S的微型化和专业化，EOS开始从单一的弱功能向高专业化的强功能方向进 展。嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固化和应用 的专用性等方面具有较为突出的特点。EOS是相对于一般操作系统而方的，它 除具有了一般操作系统最大体的功能，如任务调度、同步机制、中断处置、文 件处置等外，还有以下特点： 可装卸性。开放性、可伸缩性的体系结构。 强实时性。EOS实时性一般较强，可用于各类设备控制当中。 统一的接口。提供各类设备驱动接口。 操作方便、简单、提供友好的图形GUI,图形界面，追求易学易 用。 提供壮大的网络功能，支持TCP/IP协议及其它协议，提供 TCP/UDP/IP/PPP协议
4、支持及统一的MAC访问层接口，为各类移动计 算设备预留接口。 强稳固性，弱交互性。嵌入式系统一旦开始运行就不需要用户过 量的干与，这就要负责系统管理的EOS具有较强的稳固性。嵌入式操作 系统的用户接口一般不提供操作命令，它通过系统的挪用命令向用户程 序提供服务。 固化代码。在嵌入式系统中，嵌入式操作系统和应用软件被固化 在嵌入式系统运算机的ROM中。辅助存储器在嵌入式系统中很少利用， 因此，嵌入式操作系统的文件管理功能应该能够很容易地拆卸，而用各 类内存文件系统。更好的硬件适应性，也就是良好的移植性。国际上用于信息电器的嵌入式操作系统有40种左右。此刻，市场上超级流行的EOS产品，包括3Com
5、公司下属子公司的Palm OS，全世界占有份额达50%, Microsoft公司的Windows CE不过29%。在美国市场，Palm OS更以80%的占有率远超Windows CE。开放源代码的Linux很适于做信息家电 的开发。比如：中科红旗软件技术有限公司开发的红旗嵌入式Linux和美商 网虎公司开发的基于Xlinux的嵌入式操作系统“夸克”。“夸克”是目前全 世界最小的Linux，它有两具很突出的特点，就是体积小和利用GCS编码。2三种常常利用的嵌入式操作系统Palm OSPalm是3Com公司的产品，其操作系统为Palm OS。Palm OS是一种32 位的嵌入式操作系统。Palm提
6、供了串行通信接口和红外线传输接口，利用它 能够方便地与其它外部设备通信、传输数据；拥有开放的OS应用程序接口， 开发商可按照需要自行开发所需的应用程序。Palm OS是一套具有术强开放 性的系统，此刻有大约数千种专用为Palm OS编写的应用程序，从程序内容 上看，小到个人管理、游戏，大到行业解决方案，Palm OS无所不包。在丰 硕的软件支持下，基于Palm OS的掌上电脑功能得以不断扩展。Palm OS是一套专门为掌上电脑开发的OS。在编写程序时，Palm OS充 分考虑了掌上电脑内存相对较小的情形，因此它只占有超级小的内存。由于 基于Palm OS编写的应用程序占用的空间也超级小（通常只
7、有几十IKB）, 所以，基于Palm OS的掌上电脑（虽然只有几MB的RAM）能够运行众多应 用程序。由于Palm产品的最大特点是利用简便、机体轻巧，因此决定了 Palm OS 应具有以下特点。一、操作系统的节能功能。由上掌上电脑要求利用电源尽可能小，因此在Palm OS的应用程序中，若是没有事件运行，则系统设备进入半休眠（doze）的状态；若是应用程序停止活动一段时刻，则系统自动进入休眠（sleep ）状态。二、合理的内存管理。Palm的存储器全数是可读写的快速RAM,动态RAM （Dynamic RAM）类似于PC机上的RAM，它为全局变量和其它不需永久保留的 数据提供临时的存储空间；存储
8、RAM（Storage RAM）类似于PC机上的硬盘， 能够永久保留应用程序和数据。3、Palm OS的数据是以数据库（database）的格式来存储的。数据库是由一 组记录（records）和一些数据库头信息组成的。为保证程序处置速度和存储器空 间，在处置数据的时候，Palm OS不是把数据从存储堆（Storage Heap）拷贝到动 态堆（Dynamic Heap）后再进行处置，而是在存储堆中直接处置。为避免错误地 挪用存储器地址，Palm OS规定，这一切都必需挪用其内存管理器里的API来实 现。4、Palm OS与同步软件（HotSync）结合能够使掌上电脑与PC机上的信息 实现同步，
9、把台式同的功能扩展到了掌上电脑。Palm应用范围相当普遍，如： 联络及工作表管理、电子邮件及互联网通信、销售人员及组别自动化等等oPalm 外围硬件也十分丰硕，有数码相机、GPS接收器、调制解调器、GSM无线电话、 数码音频播放设备、便携键盘、语音记录器、条码扫描、无线寻呼接收器、探 测仪。其中Palm与GPS结合的应用，不但能够作导航定位，还能够结合GPS 作气候的监测、地名调查等。Windows CEWindows CE是微软开发的一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统，是 基于掌上型电脑类的电子设备操作。它是精简的Windows 95。Windows CE的图 形用户界面相当超卓。其中
10、CE中的C代表袖珍(Compact)、消费(Consumer)、 通信能力(Connectivity)和伴侣(Companion) ； E 代表电子产品(Electronics)。 与Windows 95/9八、Windows NT不同的是，Windows CE是所有源代码全数由 微软自行开发的嵌入式新型操作系统，其操作界面虽来源于Windows 95/98，但 Windows CE是基于Win32 API从头开发的、新型的信息设备平台。Windows CE 具有模块化、结构化和基于Win32应用程序接口和与处置器无关等特点。Windows CE不仅继承了传统的Windows图形界面，而且在W
11、indows CE平台上 能够利用Windows 95/98 上的编程工具(如Visual Basic、Visual C+等)、利用 一样的函数、利用一样的界面网格，使绝大多数的应用软件只需简单的修改和移 植就可以够在Windows CE平台上继续利用。Windows CE的设计目标是：模块化及可伸缩性、实时性能好，通信能力壮 大，支持多种CPU。它的设计能够知足多种设备的需要，这些设备包括了工业 控制器、通信集线器和销售终端之类的企业设备，还有像照相机、电话和家用 娱乐器材之类的消费产品。一个典型的基于Windows CE的嵌入系统一般为某个 特定用途而设计，并在不联机的情形下工作。它要求所
12、利用的操作系统体积较小, 内建有对中断的响应功能。Windows CE的特点有： 具有灵活的电源管理功能，包括瞬眠/唤醒模式。 利用了对象存储(object store )技术，包括文件系统、注册表及 数据库。它还具有很多高性能、高效率的操作系统特性，包括按需换页、 共享存储、交叉处置同步、支持大容量堆(heap )等。 拥有良好的通信能力。普遍支持各类通信硬件，亦支持直接的局 域连接和拨号连接，并提供与PC、内部网和Internet的连接，还提供与 Windows 9x/NT的最佳集成和通信。 支持嵌套中断。允许更高优先级别的中断第一取得响应，而不是 等待低级别的ISR完成。这使得该操作系统
13、具有嵌入式操作系统所要求 的实时性。 更好的线程响应能力。对高级别IST （中断服务线程）的响应时 刻上限的要求加倍严格，在线程响应能力方面的改良，帮忙开发人员掌 握线程转换的具体时刻，并通过增强的监控能力和对硬件的控制能力帮 忙他们创建新的嵌入式应用程序。 256个优先级别。能够使开发人员在控制嵌入式系统的时序安排 方面有更大的灵活性。 Windows CE的API是 Win32 API的一个子集，支持近1500个 Win32 API。有了这些API，足能够编写任何复杂的应用程序。固然，在 Windows CE系统中，所提供的API也能够随具体应用的需求而定。在掌上型电脑中，Windows
14、CE包括如下一些重要组件：Pocket Outlook 及其组件、语音录音机、移动频道、远程拨号访问、世界时钟、计算器、多 种输入法、GBK字符集、中文TTF字库、英汉双向词典、袖珍阅读器、电 子邮件、Pocket O田ce、系统设置、Windows CE Services 软件。LinuxLinux是一个类似于Unix的操作系统。它起源于芬兰一个名为Linus Torvalds的业余爱好，可是此刻已是最为流行的一款开放源代码的操作 系统。Linux从1991年问世到此刻，短短10年的时刻内已进展成为一个功能壮大、设计完善的操作系统，伴随网络技术进步而进展起来的Linux OS已成为Micro
15、soft公司的DOS和Windows 95/98的强劲对手。Linux系统不仅能够运行于PC平台，还在嵌入式系统方面大放光芒,在各类嵌入式Linux OS 迅速进展的状况下，Linux OS逐渐形成了可与Windows CE等EOS进行对抗 的局面。目前正在开发的嵌入式系统中，49%o的项目选择Linux作为嵌入式 操作系统。Linux现已成为嵌入式操作的理想选择。中科红旗软件技术有限公司开发的红旗嵌入式Linux正在成为许多嵌入 式设备厂商的首选。在不到一年的时刻内，红旗公司前后推出了 PDA、机 顶盒、瘦客户机、互换机用的嵌入式Linux系统，而且投入了实际应用。现 以红旗嵌入式Linux
16、为例来讲解嵌入式Linux OS的特点： 精简的内核，性能高、稳固，多任务。 适用于不同的CPU，支持多种体系结构，如X8六、ARM、MIPS、ALPHA、SPARC 等。 能够提供完善的嵌入式GUI和嵌入式X-Windows。 提供嵌入式阅读器、邮件程序、MP3播放器、MPEG播放器、 记事本等应用程序。 提供完整的开发工具和SDK，同时提供PC 上的开发版本。 用户可定制，可提供图形化的定制和配置工具。 常常利用嵌入式芯片的驱动集，支持大量的周边硬件设备，驱动 丰硕。 针对嵌入式的存储方案，提供实时版本和完善的嵌入式解决方 完善的中文支持，壮大的技术支持，完整的文档 开放源码，丰硕的软件资源，普遍的软件开发者的支持，价钱低 廉，结构灵活，适用面广。3三种嵌入式操作系统的比较Lin
