ARM的十一種嵌入式作業系統

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嵌入式作業系統(Embedded Operation System,EOS)是指用於嵌入式系統的作業系統。嵌入式系統分為4層,硬體層、驅動層、作業系統層和應用層。下面是小編盤點的ARM的十一種嵌入式作業系統,希望可以幫助大家!

ARM的十一種嵌入式作業系統

嵌入式LINUX

嵌入式Linux 是將日益流行的Linux作業系統進行裁剪修改,使之能在嵌入式計算機系統上執行的一種作業系統。Linux做嵌入式的優勢,首先,Linux是開放原始碼;其次,Linux的核心小、效率高,可以定製,其系統核心最小隻有約134KB;第三,Linux是免費的OS,Linux還有著嵌入式作業系統所需要的很多特色,突出的就是Linux適應於多種CPU和多種硬體平臺而且效能穩定,裁剪性很好,開發和使用都很容易。同時,Linux核心的結構在網路方面是非常完整的,Linux對網路中最常用的TCP/IP協議有最完備的支援。提供了包括十兆、百兆、千兆的乙太網絡,以及無線網路,Token Ring(令牌環網)、光纖甚至衛星的支援。

移植步驟:loader的移植;2.嵌入式Linux作業系統核心的移植;3.嵌入式Linux作業系統根檔案系統的建立;4.電路板上外設Linux驅動程式的編寫。

WinCE

WinCE是微軟公司嵌入式、移動計算平臺的基礎,它是一個開放的、可升級的32位嵌入式作業系統,是基於掌上型電腦類的電子裝置作業系統,它是精簡的Windows 95,Win CE的圖形使用者介面相當出色。WinCE是從整體上為有限資源的平臺設計的多執行緒、完整優先權、多工的作業系統。它的模組化設計允許它對於從掌上電腦到專用的工業控制器的使用者電子裝置進行定製。作業系統的基本核心需要至少200K的ROM。

一般來說,一個WinCE系統包括四層結構:應用程式、WinCE核心映像、板級支援包(BSP)、硬體平臺。而基本軟體平臺則主要由WinCE系統核心映像(OS Image)和板卡支援包(BSP)兩部分組成。因為WinCE系統是一個軟硬體緊密結合的系統,因此即使CPU處理器相同,但是如果開發板上的外圍硬體不相同,這個時候還是需要修改BSP來完成一個新的BSP.因此換句話說,就是WinCE的移植過程主要是改寫BSP的過程。

Android

Android 是一個包括作業系統,中介軟體以及一些重要應用程式的專門針對移動裝置的層次結構的軟體集。Android 作為一個完全開源的作業系統,是由作業系統Linux、中介軟體以及核心應用程式組成的軟體棧。通過 android SDK 提供的 API 以及相應的開發工具, 程式設計師可以很方便的開發android平臺上的應用程式。其整個系統由應用程式,應用程式框架,應用程式庫,Android執行庫,Linux核心(Linux Kernel)五個部分組成。Android作業系統內建了一部分應用程式, 包括電子郵件客戶端、SMS程式、日曆、地圖、瀏覽器、通訊錄以及其他的程式,值得一提的是這些所有的程式都是用java編寫的。

移植的主要的工作是驅動,硬體抽象層的移植。為了更好地理解和除錯系統,也應該適當地瞭解上層對硬體抽象層的呼叫情況。

TinyOS

TinyOS是一個開源的嵌入式作業系統,它是由加州大學的伯利克分校開發出來的,主要應用於無線感測器網路方面。程式採用的是模組化設計,所以它的程式核心往往都很小,一般來說核心程式碼和資料大概在400 Bytes左右,能夠突破感測器儲存資源少的限制。TinyOS提供一系列可重用的元件,一個應用程式可以通過連線配置檔案(A Wiring Specification)將各種元件連線起來,以完成它所需要的功能。

嵌入式實時作業系統(RTOS)

在工業控制、軍事裝置、航空航天等領域對系統的響應時間有苛刻的`要求,這就需要使用實時系統。當外界事件或資料產生時,能夠接受並以足夠快的速度予以處理,其處理的結果又能在規定的時間之內來控制生產過程或對處理系統作出快速響應,並控制所有實時任務協調一致執行的嵌入式作業系統。故對嵌入式實時作業系統的理解應該建立在對嵌入式系統的理解之上加入對響應時間的要求。

FreeRTOS

FreeRTOS是一個迷你作業系統核心的小型嵌入式系統。作為一個輕量級的作業系統,功能包括:任務管理、時間管理、訊號量、訊息佇列、記憶體管理、記錄功能等,可基本滿足較小系統的需要。FreeRTOS任務可選擇是否共享堆疊,並且沒有任務數限制,多個任務可以分配相同的優先權。相同優先順序任務的輪轉排程,同時可設成可剝奪核心或不可剝奪核心。

FreeRTOS 的移植主要需要改寫如下三個檔案。macro.h .c 3.

μTenux

μTenux基於ARM微控制器平臺,對uT最適用於ARM Cortex M0-M4系列的微控制器,程式碼開源、免費,是一個功能強大的搶佔式實時多工作業系統。μTenux除具有實時嵌入式作業系統的一般特性:可移植性,可固化,可裁剪等特性以外,它還具有如下優點:(1)微核心。無MMU, ROM/RAM佔用量小,所佔ROM最大60KB,最小10KB;RAM最大12KB,最小2KB;(2)開源免費;(3)支援所有32位ARM7/9和Cortex M系列的微控制器;(4)可配置多達到256個任務以及140個任務優先順序;(5)有良好的商業支援,T-Engine論壇進行總的維護。

移植主要包括:晶片系統時鐘移植,外設移植和通用輸出/輸入埠的移植以及看門狗模組移植。由於考慮到核心程式碼的重要性以及其在整個移植中的重要意義,且為了整個系統有更好的實時性,可選用匯編語言編寫作業系統的啟動程式碼。

VxWorks

VxWorks系統提供多處理器間和任務間高效的訊號燈、訊息佇列、管道、網路透明的套接字。實時系統的另一關鍵特性是硬體中斷處理。為了獲得最快速可靠的中斷響應,VxWorks系統的中斷服務程式ISR有自己的上下文。VxWorks實時作業系統由400多個相對獨立的、短小精煉的目標模組組成,使用者可根據需要選擇適當模組來裁剪和配置系統,這有效地保證了系統的安全性和可靠性。系統的連結器可按應用的需要自動連結一些目標模組。這樣,通過目標模組之間的按需組合,可得到許多滿足功能需求的應用。

移植過程可以參考網路上一些BSP程式碼,BSP的英文全稱為board support package,即板級支援包,它的作用是針對特殊的硬體平臺,為VxWorks核心提供操作的介面。

μClinux

嵌入式Linux作為一個開放原始碼的作業系統,以價格低廉、功能強大又易移植的特性正在被廣泛應用,μClinux是專門針對沒有MMU的處理器而設計的嵌入式Linux,非常適合中低端嵌入式系統的需求。 在GNU通用公共許可證的授權下,μClinux作業系統的使用者可以使用幾乎所有Linux的API函式,不會因為沒有記憶體管理單元MMU而受到影響;而且,μClinux在標準的Linux基礎上進行了適當的裁剪和優化,形成了一個高度優化的、程式碼緊湊的嵌入式Linux,體積小了,但是仍然保留了Linux的大多數的優點,比如穩定性好、強大的網路功能、良好的可移植性、完備的檔案系統支援功能、以及標準豐富的應用程式介面API等,可以支援類似ARM7TDMI等型別多的小巧玲瓏的中央處理器。

eCos

eCos中文翻譯為嵌入式可配置作業系統或嵌入式可配置實時作業系統。適合於深度嵌入式應用,主要應用物件包括消費電子、電信、車載裝置、手持裝置以及其他一些低成本和行動式應用。eCos是一種開發原始碼軟體,無任何版權費用。 eCos最大的特點是模組化,核心可配置。如果說嵌入式Linux太龐大了,那麼eCos可能就能夠滿足要求。它是一個針對16位、32位和64位處理器的可移植開放原始碼的嵌入式RTOS.和嵌入式Linux不同,它是由專門設計嵌入式系統的工作組設計的。eCos具有相當豐富的特性和一個配置工具,後者能夠讓你選取你所需要的特性。

eCos的軟體分了若干的模組,移植工作主要在他的hal層進行,所謂hal(硬體抽象層)就是把和硬體相關的軟體湊到一起。

μC/OS-II

μC/OS-II是一個完整的、可移植、可固化、可裁剪的佔先式實時多工核心。μC/OS-II絕大部分的程式碼是用ANSI的C語言編寫的,包含一小部分彙編程式碼,使之可供不同架構的微處理器使用。其結構小巧簡潔且支援搶佔式的多工排程與管理。此實時作業系統管理任務數多達64個,且提供內部程式儲存器管理、系統執行時間管理、多工實時排程與管理等功能。由於它的作者佔用和保留了8個任務,所以留給使用者應用程式最多可有56個任務。賦予各個任務的優先順序必須是不相同的。這意味著μC/OS-II不支援時間片輪轉排程法。μC/OS-II為每個任務設定獨立的堆疊空間,可以快速實現任務切換。

將μC/OS-II作業系統移植到目標處理器上,需要從硬體和軟體兩方面來考慮。硬體方面,目標處理器需滿足以下條件:

①處理器的C編譯器能產生可重入程式碼;

②用C語言可以開/關中斷;

③處理器支援中斷,並且能夠產生定時中斷(通常在10~1000 Hz之間);

④處理器能夠支援容納一定量資料的硬體堆疊;

⑤處理器有將堆疊指標和其他暫存器讀出和儲存到堆疊或記憶體中的指令。

軟體方面,主要是一些與處理器相關的程式碼移植,其分佈在OS_CPU.H、OS_CPU_C.C和OS_CPU_這3個不同的檔案中。