如何選擇正確的嵌入式操作系統(tǒng)類型

在嵌入式系統(tǒng)的前期設(shè)計(jì)過(guò)程中，你必須決定所采用的嵌入式操作系統(tǒng)的類型。這是一個(gè)很重要的決定，因?yàn)檫@會(huì)影響到工程后期的發(fā)布以及軟件的維護(hù)。本文中我將概括四種通用體系和一些值得考慮的觀點(diǎn)。

沒有標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)很多

嵌入式操作系統(tǒng)

都是非標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)。對(duì)于針對(duì)比較狹窄領(lǐng)域，尤其是使用帶有非常有限資源的微控制器來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)很正常的現(xiàn)象。操作系統(tǒng)中最基本的操作是建立一個(gè)帶有能夠處理關(guān)鍵實(shí)時(shí)事件的中斷服務(wù)程序(ISR)的簡(jiǎn)單后臺(tái)循環(huán)代碼，過(guò)程非常簡(jiǎn)單，但卻是相當(dāng)出色。

然而，當(dāng)項(xiàng)目增大，很多問(wèn)題就隨之產(chǎn)生。后臺(tái)循環(huán)所需要的響應(yīng)時(shí)間取決于循環(huán)次數(shù)最多所用的時(shí)間。當(dāng)循環(huán)次數(shù)增多，所需要的時(shí)間就會(huì)增多，可預(yù)測(cè)的方面就減少。此時(shí)有用的方法就是將這些后臺(tái)循環(huán)分成很多小部分，但這可能導(dǎo)致產(chǎn)生更復(fù)雜的系統(tǒng)而難于調(diào)試和維護(hù)。如果系統(tǒng)中有多個(gè)開發(fā)人員，這一情況會(huì)變成更加惡化。

沒有優(yōu)先級(jí)別的操作系統(tǒng)

一個(gè)簡(jiǎn)單的、沒有優(yōu)先級(jí)別的操作系統(tǒng)可以在一個(gè)大型后臺(tái)循環(huán)中增添一些規(guī)則。這一方法對(duì)于中等大小的工程最為合適。

一個(gè)沒有優(yōu)先級(jí)別的操作系統(tǒng)可以將程序中的后臺(tái)工作轉(zhuǎn)化為可以預(yù)先處理的工作，而不需要將原來(lái)的程序分割成多個(gè)塊。一個(gè)不存在優(yōu)先級(jí)別的系統(tǒng)一般相對(duì)比較很容易的執(zhí)行、調(diào)試，并且，在設(shè)計(jì)過(guò)程中不存在很多如資源共享的復(fù)雜操作。

這一系統(tǒng)的主要不足之處是開發(fā)人員必須時(shí)刻保護(hù)決定將CPU轉(zhuǎn)交給其他任務(wù)的時(shí)間。如果轉(zhuǎn)交時(shí)間延遲，即使只有一次，也會(huì)對(duì)整個(gè)操作系統(tǒng)的響應(yīng)導(dǎo)致崩潰。 ]

具備優(yōu)先級(jí)別的操作系統(tǒng)

一個(gè)完整的具備優(yōu)先級(jí)別的操作系統(tǒng)可以處理包含多個(gè)相互競(jìng)爭(zhēng)的任務(wù)和多個(gè)軟件開發(fā)者。具備優(yōu)先級(jí)別的操作系統(tǒng)在外部事件(比如中斷，時(shí)間等)和操作系統(tǒng)調(diào)用之間轉(zhuǎn)換。

任務(wù)根據(jù)它們之間相對(duì)的優(yōu)先級(jí)別和分配的時(shí)間周期進(jìn)行安排，這就可以讓你從決定轉(zhuǎn)換任務(wù)的時(shí)間之中解放出來(lái)，同時(shí)，也減少了任務(wù)之間的相互沖突。

這一特性帶來(lái)了很多外在的復(fù)雜性。在優(yōu)先級(jí)別的系統(tǒng)中的任務(wù)轉(zhuǎn)換會(huì)使調(diào)試帶來(lái)更多的困難，而且需要任務(wù)之間的相互通訊的外部機(jī)制。

然而，這一外部機(jī)制帶來(lái)了新的問(wèn)題，比如任務(wù)之間的死鎖冒險(xiǎn)。程序員必須學(xué)會(huì)使用新的技術(shù)和規(guī)則來(lái)處理這些問(wèn)題，否則將會(huì)導(dǎo)致很多臭蟲和不可靠的代碼。

更改的桌面型操作系統(tǒng)

更改的桌面型操作系統(tǒng)，比如Windows，Linux，或者DOS，都是一些流行的嵌入式裝置，特別是基于用戶界面的系統(tǒng)。這些操作系統(tǒng)非常能吸收人，因?yàn)樗鼈児δ芴貏e完整，并且提供了開發(fā)人員一個(gè)熟悉的開發(fā)環(huán)境。

然而，這些系統(tǒng)卻通常會(huì)出現(xiàn)資源危機(jī)，運(yùn)行的控制器的性能也非常受限制，從而不能滿足執(zhí)行特定環(huán)境下的實(shí)時(shí)性能限制。

嵌入式操作系統(tǒng)的特定與標(biāo)準(zhǔn)的桌面型環(huán)境有很多不相同的地方，所以開發(fā)一個(gè)嵌入式產(chǎn)品并不是簡(jiǎn)單地遵循開發(fā)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的桌面程序的方法那么的直接。