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什么是嵌入式系統

時間:2009-06-22 15:32:54來源:網絡 作者:admin 點擊:
嵌入式系統簡介
    "嵌入式系統"一般指非PC系統,有計算機功能但又不稱之為計算機的設備或器材。它是以應用為中心,軟硬件可縮擴的,適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性嚴格要求的專用計算機系統;主要由嵌入式處理器、相關支撐硬件、嵌入式操作系統及應用軟件系統等組成。
     與通用型計算機系統相比,嵌入式系統功耗低、可靠性高;功能強大、性能價格比高;實時性強,支持多任務;占用空間小,效率高;面向特定應用,可根據需要靈活定制。
    嵌入式系統應用廣泛: 幾乎包括了生活中的所有電器設備,如掌上PDA、移動計算設備、電視機頂盒、手機上網、數字電視、多媒體、汽車、微波爐、數字相機、家庭自動化系統、電梯、空調、安全系統、自動售貨機、蜂窩式電話、消費電子設備、工業自動化儀表與醫療儀器等 
 嵌入式系統中操作系統介紹
    嵌入式操作系統是一種支持嵌入式系統應用的操作系統軟件,它是嵌入式系統(包括硬、軟件系統)極為重要的組成部分,通常包括與硬件相關的底層驅動軟件、系統內核、設備驅動接口、通信協議、圖形界面、標準化瀏覽器等Browser。嵌入式操作系統具有通用操作系統的基本特點,如能夠有效管理越來越復雜的系統資源;能夠把硬件虛擬化,使得開發人員從繁忙的驅動程序移植和維護中解脫出來;能夠提供庫函數、驅動程序、工具集以及應用程序 。與通用操作系統相比較,嵌入式操作系統在系統實時高效性、硬件的相關依賴性、軟件固態化以及應用的專用性等方面具有較為突出的特點。
     一般情況下,嵌入式操作系統可以分為兩類,一類是面向控制、通信等領域的實時操作系統,如WindRiver公司的VxWorks、ISI的pSOS、QNX系統軟件公司的QNX、ATI的Nucleus等;另一類是面向消費電子產品的非實時操作系統,這類產品包括個人數字助理(PDA)、移動電話、機頂盒、電子書、WebPhone等。目前RTLinux以免費軟件的特點越來越被大家重視。
    就市場占有率總體說來,目前國內以在嵌入式領域主要使用的操作系統有PSOS、VxWorks、LynxOS、WinCE、Linux、PalmOS。目前VxWorks、WinCE、PalmOS在嵌入式領域中市場占有率比較高。但是大多數人認為未來的主流將是Linux,畢竟它式免費的,這里有一份CCID的調查,在這份關于未來三年嵌入式領域首選操作系統的調查中,Linux以54.8%排在各操作系統的首位。 
嵌入式系統及操作系統重要概念  
上下文切換(Context Switching)
    多任務系統中,上下文切換是指CPU的控制權由運行任務轉移到另外一個就緒任務時所發生的事件,當前運行任務轉為就緒(或者掛起、刪除)狀態,另一個被選定的就緒任務成為當前任務。上下文切換包括保存當前任務的運行環境,恢復將要運行任務的運行環境。上下文的內容依賴于具體的CPU。 
確定性(Deterministic)
    實時操作系統中,在一定的條件下,系統調用的運行時間可以預測。這并不是指所有系統調用都總是執行一個固定長度的時間,而是指不論系統負載如何,系統調用的最大執行時間可以確定。 
硬實時(Hard Real-Time)系統 
    硬實時系統對系統響應時間有嚴格要求,一旦系統響應時間不能滿足,就會引起系統崩潰或致命的錯誤。 
中斷延遲(Interrupt Latency) 
    中斷延遲是指從硬件中斷發生到開始執行中斷處理程序第一條指令之間的這段時間。 
互斥(Mutual Exclusion) 
    互斥是用來控制多任務對共享數據進行串行訪問的同步機制。在多任務應用中,當兩個或多個任務同時訪問共享數據時,可能會造成數據破壞;コ馐顾鼈兇械卦L問數據,從而達到保護數據的目的。
搶占(Preemptive)
    搶占是指當系統處于核心態運行時, 允許任務的重新調度。換句話說就是指正在執行的任務可以被打斷,讓另一個任務運行。搶占提高了應用對異步事件的響應性能力。操作系統內核可搶占,并不是說任務調度在任何時候都可以發生。例如當一個任務正在通過一個系統調用訪問共享數據時,重新調度和中斷都被禁止。
優先級驅動(Priority-Driven) 
    優先級驅動是指多任務系統中,當前運行任務總是具有最高優先級的就緒任務。 
優先級反轉(Priority Inversion) 
    優先級反轉是指一個任務等待比它優先級低的任務釋放資源而被阻塞,如果這時有中等優先級的就緒任務,阻塞會進一步惡化。優先級繼承技術可用來解決優先級反轉問題。 
優先級繼承(Priority Inheritance) 
    優先級繼承可用來解決優先級反轉問題。當優先級反轉發生時,優先級較低的任務被暫時地提高它的優先級,使得該任務能盡快執行,釋放出優先級較高的任務所需要的資源。 容-源-電-子-網-為你提供技術支持

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