嵌入式操作系統(tǒng)簡析

　　根據(jù)IEEE(電氣和電子工程師協(xié)會)的定義，嵌入式系統(tǒng)是“控制、監(jiān)視或者輔助裝置、機(jī)器和設(shè)備運行的裝置”(devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants)。從中可看出嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的綜合體，還可以涵蓋機(jī)械等附屬裝置。嵌入式系統(tǒng)是與應(yīng)用緊密結(jié)合的，具有很強專用性，必須結(jié)合實際系統(tǒng)需求進(jìn)行合理的裁減利用。國內(nèi)一個普遍被認(rèn)同的定義是：以應(yīng)用為中心、以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計算機(jī)系統(tǒng)。

?? 　一.嵌入式操作系統(tǒng)基本要點包括以下7點
????? 1.前后臺系統(tǒng)

　　對基于芯片開發(fā)來說，應(yīng)用程序一般是一個無限的循環(huán)，可稱為前后臺系統(tǒng)或超循環(huán)系統(tǒng)。循環(huán)中調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)完成相應(yīng)的操作，這部分可以看成后臺行為。中斷服務(wù)程序處理異步事件，這部分可以看成前臺行為。后臺也可以叫任務(wù)級，前臺也可以叫中斷級。時間相關(guān)性很強的關(guān)鍵操作一定是靠中斷服務(wù)程序來保證的。

　　2.操作系統(tǒng)

　　操作系統(tǒng)是計算機(jī)最基本的程序，操作系統(tǒng)復(fù)雜計算機(jī)系統(tǒng)全部軟硬資源的分配與回收、控制與協(xié)調(diào)等并發(fā)的活動，提供用戶獲得良好的工作環(huán)境，為用戶擴(kuò)展新的系統(tǒng)能提供軟件平臺。

　　3.實時操作系統(tǒng)

　　實時操作系統(tǒng)是一段嵌入式系統(tǒng)啟動后首先執(zhí)行的背景程序，用戶的應(yīng)用程序是運行與RTOS之上的各個任務(wù)，RTOS根據(jù)各個任務(wù)的要求，進(jìn)行資源管理，消息管理，任務(wù)調(diào)用及異常處理等工作。每個任務(wù)均有一個優(yōu)先級，動態(tài)切換各個任務(wù)，保證對實時性的要求。

　　4.代碼的臨界區(qū)

　　代碼的臨界區(qū)是指處理時不可分割的代碼，運行這些代碼不允許被打斷。一旦這部分代碼開始執(zhí)行，則不允許任何中斷打入，為確保臨界區(qū)代碼的執(zhí)行，在進(jìn)入臨界區(qū)之間要關(guān)中斷，而臨界區(qū)代碼執(zhí)行完成以后要立即開中斷。

　　5.資源

　　程序運行時可使用的軟、硬件環(huán)境統(tǒng)稱為資源，資源可以是輸入輸出設(shè)備，例如打印機(jī)、鍵盤和顯示器。資源也可以是一個變量、一個結(jié)構(gòu)或一個數(shù)組等。

　　6.共享資源

　　可以被一個以上任務(wù)使用的資源叫做共享資源，為了防止數(shù)據(jù)被破壞，每個任務(wù)在共享資源打交通時，必須獨占該資源，這叫做互斥。

　　7.任務(wù)

　　一個任務(wù)也稱為作一個線程，是一個簡單的程序，該程序可以認(rèn)為CPU完全屬于該程序自己，實時應(yīng)用程序的設(shè)計過程，包括如何把問題分割成多個任務(wù)，每個任務(wù)都是整個應(yīng)用的某一部分，被賦予一定的優(yōu)先級，有它自己的一套CPU寄存器和自己的?？臻g。
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　　二.嵌入式系統(tǒng)的核心是嵌入式微處理器。
??????? 嵌入式微處理器一般具備以下4個特點：

　　1)對實時任務(wù)有很強的支持能力，能完成多任務(wù)并且有較短的中斷響應(yīng)時間，從而使內(nèi)部的代碼和實時內(nèi)核心的執(zhí)行時間減少到最低限度。

　　2)具有功能很強的存儲區(qū)保護(hù)功能。這是由于嵌入式系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)已模塊化，而為了避免在軟件模塊之間出現(xiàn)錯誤的交叉作用，需要設(shè)計強大的存儲區(qū)保護(hù)功能，同時也有利于軟件診斷。

　　3)可擴(kuò)展的處理器結(jié)構(gòu)，以能最迅速地開發(fā)出滿足應(yīng)用的最高性能的嵌入式微處理器。

　　4)嵌入式微處理器必須功耗很低，尤其是用于便攜式的無線及移動的計算和通信設(shè)備中靠電池供電的嵌入式系統(tǒng)更是如此，如需要功耗只有mW甚至μW級。