大學(xué)課件物聯(lián)網(wǎng)及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)--第5章_嵌入式操作系統(tǒng)

1、 第第5章章 嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng) 本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容5.1 操作系統(tǒng)簡介操作系統(tǒng)簡介5.2 uC/OS-II簡介簡介5.3 VxWorks簡介簡介5.4 WinCE簡介簡介5.5 Linux簡介簡介5.6 其他嵌入式操作系統(tǒng)其他嵌入式操作系統(tǒng) 思考與習(xí)題思考與習(xí)題5.1 操作系統(tǒng)簡介操作系統(tǒng)簡介 操作系統(tǒng)（操作系統(tǒng)（Operation SystemOperation System，OSOS）是管理計(jì)）是管理計(jì)算機(jī)硬件與軟件資源的程序，同時(shí)也是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)算機(jī)硬件與軟件資源的程序，同時(shí)也是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)核與基石。操作系統(tǒng)是控制其他程序運(yùn)行，管的內(nèi)核與基石。操作系統(tǒng)是控制其他程序運(yùn)行

2、，管理系統(tǒng)資源并為用戶提供操作界面的系統(tǒng)軟件的集理系統(tǒng)資源并為用戶提供操作界面的系統(tǒng)軟件的集合。操作系統(tǒng)身負(fù)諸如管理與配置內(nèi)存、決定系統(tǒng)合。操作系統(tǒng)身負(fù)諸如管理與配置內(nèi)存、決定系統(tǒng)資源供需的優(yōu)先次序、控制輸入與輸出設(shè)備、操作資源供需的優(yōu)先次序、控制輸入與輸出設(shè)備、操作網(wǎng)絡(luò)與管理文件系統(tǒng)等基本事務(wù)。操作系統(tǒng)的型態(tài)網(wǎng)絡(luò)與管理文件系統(tǒng)等基本事務(wù)。操作系統(tǒng)的型態(tài)非常多樣，不同機(jī)器安裝的非常多樣，不同機(jī)器安裝的OSOS可從簡單到復(fù)雜，可可從簡單到復(fù)雜，可從手機(jī)的嵌入式系統(tǒng)到超級計(jì)算機(jī)的大型操作系統(tǒng)。從手機(jī)的嵌入式系統(tǒng)到超級計(jì)算機(jī)的大型操作系統(tǒng)。目前微機(jī)上常見的操作系統(tǒng)有目前微機(jī)上常見的操作系統(tǒng)有OS/2

3、OS/2、UNIXUNIX、LinuxLinux、WindowsWindows等。等。5.1 操作系統(tǒng)簡介操作系統(tǒng)簡介5.1.1 5.1.1 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)5.1.2 5.1.2 嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)回本章目錄回本章目錄5.1 操作系統(tǒng)簡介操作系統(tǒng)簡介5.1.1 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 操作系統(tǒng)的功能包括管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件、操作系統(tǒng)的功能包括管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件、軟件及數(shù)據(jù)資源；控制程序運(yùn)行；改善人機(jī)界面；軟件及數(shù)據(jù)資源；控制程序運(yùn)行；改善人機(jī)界面；為其他應(yīng)用軟件提供支持等，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所有資為其他應(yīng)用軟件提供支持等，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所有資源最大限度地發(fā)揮作用，為用戶提供方便的、有效源最大限

4、度地發(fā)揮作用，為用戶提供方便的、有效的、友善的服務(wù)界面。的、友善的服務(wù)界面?；乇竟?jié)目錄回本節(jié)目錄5.1 操作系統(tǒng)簡介操作系統(tǒng)簡介5.1.1 操作系統(tǒng)（續(xù)）1 1操作系統(tǒng)分類操作系統(tǒng)分類 應(yīng)用領(lǐng)域來：桌面操作系統(tǒng)、服務(wù)器操作系統(tǒng)、嵌入式操應(yīng)用領(lǐng)域來：桌面操作系統(tǒng)、服務(wù)器操作系統(tǒng)、嵌入式操作系統(tǒng)等作系統(tǒng)等 支持的用戶數(shù)：單用戶（如支持的用戶數(shù)：單用戶（如MSDOSMSDOS）、多用戶系統(tǒng)（如）、多用戶系統(tǒng)（如UNIXUNIX） 源碼開放程度：開源操作系統(tǒng)（源碼開放程度：開源操作系統(tǒng)（LinuxLinux）、不開源操作系統(tǒng)）、不開源操作系統(tǒng)（WindowsWindows） 硬件結(jié)構(gòu)：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（硬

5、件結(jié)構(gòu)：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（NetwareNetware、Windows NTWindows NT、OS/2 OS/2 warpwarp）、分布式系統(tǒng)（）、分布式系統(tǒng)（AmoebaAmoeba）、多媒體系統(tǒng)（）、多媒體系統(tǒng)（AmigaAmiga）等）等 使用環(huán)境和對作業(yè)處理方式：批處理系統(tǒng)（使用環(huán)境和對作業(yè)處理方式：批處理系統(tǒng)（MVXMVX、DOS/VSEDOS/VSE）、分時(shí)系統(tǒng)（）、分時(shí)系統(tǒng)（LinuxLinux、UNIXUNIX、XENIXXENIX、Mac OSMac OS）、實(shí)）、實(shí)時(shí)系統(tǒng)（時(shí)系統(tǒng)（iEMXiEMX、VRTXVRTX、RTOSRTOS、RT WINDOWSRT WINDOW

6、S） 技術(shù)復(fù)雜程度：簡單操作系統(tǒng)、智能操作系統(tǒng)技術(shù)復(fù)雜程度：簡單操作系統(tǒng)、智能操作系統(tǒng) 指令的長度：指令的長度：8 8位、位、1616位、位、3232位、位、6464位的操作系統(tǒng)位的操作系統(tǒng)5.1 操作系統(tǒng)簡介操作系統(tǒng)簡介5.1.1 操作系統(tǒng)（續(xù)）2 2流行的主要操作系統(tǒng)流行的主要操作系統(tǒng)目前流行的主要操作系統(tǒng)有目前流行的主要操作系統(tǒng)有 Windows Windows系列操作系統(tǒng)，由微軟發(fā)行；系列操作系統(tǒng)，由微軟發(fā)行； UNIX UNIX類操作系統(tǒng)，如類操作系統(tǒng)，如SOLARISSOLARIS、BSDBSD系列（系列（FREEBSDFREEBSD、openbsdopenbsd、netbsdne

7、tbsd、pcbsdpcbsd）；）； Linux Linux類操作系統(tǒng)，如類操作系統(tǒng)，如UbuntuUbuntu、Suse LinuxSuse Linux、FedoraFedora等；等； Mac Mac操作系統(tǒng)，由蘋果公司發(fā)行，一般安裝于操作系統(tǒng)，由蘋果公司發(fā)行，一般安裝于MACMAC電腦。電腦。5.1 操作系統(tǒng)簡介操作系統(tǒng)簡介5.1.1 操作系統(tǒng)（續(xù)）3 3操作系統(tǒng)主要功能操作系統(tǒng)主要功能 操作系統(tǒng)位于底層硬件與用戶之間，是兩者溝通操作系統(tǒng)位于底層硬件與用戶之間，是兩者溝通的橋梁。以現(xiàn)代觀點(diǎn)而言，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)個(gè)人電腦的的橋梁。以現(xiàn)代觀點(diǎn)而言，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)個(gè)人電腦的OSOS應(yīng)應(yīng)該提供以下的功能：該

8、提供以下的功能：進(jìn)程管理（進(jìn)程管理（Processing managementProcessing management）內(nèi)存管理（內(nèi)存管理（Memory managementMemory management）文件系統(tǒng)（文件系統(tǒng)（File systemFile system）網(wǎng)絡(luò)通信（網(wǎng)絡(luò)通信（NetworkingNetworking）安全機(jī)制（安全機(jī)制（SecuritySecurity）用戶界面（用戶界面（User interfaceUser interface）驅(qū)動程序（驅(qū)動程序（Device driversDevice drivers）5.1 操作系統(tǒng)簡介操作系統(tǒng)簡介5.1.1 操作系

9、統(tǒng)（續(xù)）4 4操作系統(tǒng)組成操作系統(tǒng)組成 操作系統(tǒng)組成可分成四大部分。操作系統(tǒng)組成可分成四大部分。 （1 1）驅(qū)動程序。最底層的、直接控制和監(jiān)視各類硬件的）驅(qū)動程序。最底層的、直接控制和監(jiān)視各類硬件的部分，它們的職責(zé)是隱藏硬件的具體細(xì)節(jié)，并向其他部分提供部分，它們的職責(zé)是隱藏硬件的具體細(xì)節(jié)，并向其他部分提供一個(gè)抽象的、通用的接口。一個(gè)抽象的、通用的接口。 （2 2）內(nèi)核。操作系統(tǒng)之最內(nèi)核部分，通常運(yùn)行在最高特）內(nèi)核。操作系統(tǒng)之最內(nèi)核部分，通常運(yùn)行在最高特權(quán)級，負(fù)責(zé)提供基礎(chǔ)性、結(jié)構(gòu)性的功能。權(quán)級，負(fù)責(zé)提供基礎(chǔ)性、結(jié)構(gòu)性的功能。 （3 3）接口庫。是一系列特殊的程序庫，它們職責(zé)在于把）接口庫。是一系

10、列特殊的程序庫，它們職責(zé)在于把系統(tǒng)所提供的基本服務(wù)包裝成應(yīng)用程序所能夠使用的編程接口系統(tǒng)所提供的基本服務(wù)包裝成應(yīng)用程序所能夠使用的編程接口（APIAPI），是最靠近應(yīng)用程序的部分。例如，），是最靠近應(yīng)用程序的部分。例如，GNU CGNU C運(yùn)行期庫就運(yùn)行期庫就屬于此類，它把各種操作系統(tǒng)的內(nèi)部編程接口包裝成屬于此類，它把各種操作系統(tǒng)的內(nèi)部編程接口包裝成ANSI CANSI C和和POSIXPOSIX編程接口的形式。編程接口的形式。5.1 操作系統(tǒng)簡介操作系統(tǒng)簡介5.1.1 操作系統(tǒng)（續(xù)）4 4操作系統(tǒng)組成操作系統(tǒng)組成( (續(xù)續(xù)) ) （4 4）外圍。所謂外圍，是指操作系統(tǒng)中除以上三類以外）外圍。

11、所謂外圍，是指操作系統(tǒng)中除以上三類以外的所有其他部分，通常是用于提供特定高級服務(wù)的部件。例如，的所有其他部分，通常是用于提供特定高級服務(wù)的部件。例如，在微內(nèi)核結(jié)構(gòu)中，大部分系統(tǒng)服務(wù)，以及在微內(nèi)核結(jié)構(gòu)中，大部分系統(tǒng)服務(wù)，以及UNIX/LinuxUNIX/Linux中各種守中各種守護(hù)進(jìn)程都通常被劃歸此類。護(hù)進(jìn)程都通常被劃歸此類。 當(dāng)然，本節(jié)所提出的四部分結(jié)構(gòu)觀也絕非放之四海皆準(zhǔn)。當(dāng)然，本節(jié)所提出的四部分結(jié)構(gòu)觀也絕非放之四海皆準(zhǔn)。例如，在早期的微軟視窗操作系統(tǒng)中，各部分耦合程度很深，例如，在早期的微軟視窗操作系統(tǒng)中，各部分耦合程度很深，彼此難以區(qū)分。而在使用外核結(jié)構(gòu)的操作系統(tǒng)中，則根本沒有彼此難以區(qū)

12、分。而在使用外核結(jié)構(gòu)的操作系統(tǒng)中，則根本沒有驅(qū)動程序的概念。因而，本節(jié)的討論只適用于一般情況，具體驅(qū)動程序的概念。因而，本節(jié)的討論只適用于一般情況，具體特例需具體分析。特例需具體分析。 操作系統(tǒng)中四大部分的不同布局，也就形成了幾種整體結(jié)操作系統(tǒng)中四大部分的不同布局，也就形成了幾種整體結(jié)構(gòu)的分布，常見的結(jié)構(gòu)包括簡單結(jié)構(gòu)、層結(jié)構(gòu)、微內(nèi)核結(jié)構(gòu)、構(gòu)的分布，常見的結(jié)構(gòu)包括簡單結(jié)構(gòu)、層結(jié)構(gòu)、微內(nèi)核結(jié)構(gòu)、垂直結(jié)構(gòu)和虛擬機(jī)結(jié)構(gòu)。垂直結(jié)構(gòu)和虛擬機(jī)結(jié)構(gòu)。5.1 操作系統(tǒng)簡介操作系統(tǒng)簡介5.1.1 操作系統(tǒng)（續(xù)）5 5內(nèi)核結(jié)構(gòu)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 內(nèi)核是操作系統(tǒng)最核心、最基礎(chǔ)的構(gòu)件。內(nèi)核的結(jié)構(gòu)可以內(nèi)核是操作系統(tǒng)最核心、最基礎(chǔ)的

13、構(gòu)件。內(nèi)核的結(jié)構(gòu)可以分為單內(nèi)核、微內(nèi)核、超微內(nèi)核以及外核等。分為單內(nèi)核、微內(nèi)核、超微內(nèi)核以及外核等。 單內(nèi)核結(jié)構(gòu)是指操作系統(tǒng)中各內(nèi)核部件雜然混居的形態(tài)，單內(nèi)核結(jié)構(gòu)是指操作系統(tǒng)中各內(nèi)核部件雜然混居的形態(tài)，該結(jié)構(gòu)產(chǎn)生于該結(jié)構(gòu)產(chǎn)生于2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代（也有年代（也有2020世紀(jì)世紀(jì)5050年代初之說，尚存年代初之說，尚存爭議），歷史最長，是操作系統(tǒng)內(nèi)核與外圍分離時(shí)的最初形態(tài)。爭議），歷史最長，是操作系統(tǒng)內(nèi)核與外圍分離時(shí)的最初形態(tài)。 微內(nèi)核結(jié)構(gòu)是微內(nèi)核結(jié)構(gòu)是2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代產(chǎn)生出來的較新的內(nèi)核結(jié)構(gòu)，年代產(chǎn)生出來的較新的內(nèi)核結(jié)構(gòu)，強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)性部件與功能性部件的分離。強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)性部件與功

14、能性部件的分離。2020世紀(jì)末，基于微內(nèi)核世紀(jì)末，基于微內(nèi)核結(jié)構(gòu)，理論界中又發(fā)展出了超微內(nèi)核與外內(nèi)核等多種結(jié)構(gòu)。盡結(jié)構(gòu)，理論界中又發(fā)展出了超微內(nèi)核與外內(nèi)核等多種結(jié)構(gòu)。盡管自管自2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代起，大部分理論研究都集中在以微內(nèi)核為首年代起，大部分理論研究都集中在以微內(nèi)核為首的的“新興新興”結(jié)構(gòu)之上，然而，在應(yīng)用領(lǐng)域之中，以單內(nèi)核結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)之上，然而，在應(yīng)用領(lǐng)域之中，以單內(nèi)核結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的操作系統(tǒng)卻一直占據(jù)著主導(dǎo)地位。為基礎(chǔ)的操作系統(tǒng)卻一直占據(jù)著主導(dǎo)地位。5.1 操作系統(tǒng)簡介操作系統(tǒng)簡介5.1.1 操作系統(tǒng)（續(xù)）5 5內(nèi)核結(jié)構(gòu)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 在眾多常用操作系統(tǒng)之中，除了在眾多常用操作系統(tǒng)之中，除

15、了QNXQNX和基于和基于MachMach的的UNIXUNIX等等個(gè)別系統(tǒng)外，幾乎全部采用單內(nèi)核結(jié)構(gòu)，例如大部分的個(gè)別系統(tǒng)外，幾乎全部采用單內(nèi)核結(jié)構(gòu)，例如大部分的UNIXUNIX、LinuxLinux，以及，以及WindowsWindows（微軟聲稱（微軟聲稱Windows NTWindows NT是基于改良的微是基于改良的微內(nèi)核架構(gòu)的，但理論界對此存有異議）。微內(nèi)核和超微內(nèi)核結(jié)內(nèi)核架構(gòu)的，但理論界對此存有異議）。微內(nèi)核和超微內(nèi)核結(jié)構(gòu)主要用于研究性操作系統(tǒng)，還有一些嵌入式系統(tǒng)使用外核。構(gòu)主要用于研究性操作系統(tǒng)，還有一些嵌入式系統(tǒng)使用外核。 基于單內(nèi)核的操作系統(tǒng)通常有著較長的歷史淵源。例如，基于

16、單內(nèi)核的操作系統(tǒng)通常有著較長的歷史淵源。例如，絕大部分絕大部分UNIXUNIX的家族史都可上溯至的家族史都可上溯至2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代。該類操作系年代。該類操作系統(tǒng)多數(shù)有著相對古老的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)（如某些統(tǒng)多數(shù)有著相對古老的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)（如某些UNIXUNIX中存在著大量中存在著大量2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代、年代、2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代的代碼）。另外，往往在性能方年代的代碼）。另外，往往在性能方面略優(yōu)于同一應(yīng)用領(lǐng)域中采用其他內(nèi)核結(jié)構(gòu)的操作系統(tǒng)（但通面略優(yōu)于同一應(yīng)用領(lǐng)域中采用其他內(nèi)核結(jié)構(gòu)的操作系統(tǒng)（但通常認(rèn)為此種性能優(yōu)勢不能完全歸功于單內(nèi)核結(jié)構(gòu)）。常認(rèn)為此種性能優(yōu)勢不能完全歸功于單內(nèi)

17、核結(jié)構(gòu)）。5.1 操作系統(tǒng)簡介操作系統(tǒng)簡介5.1.2 嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng) 嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟/ /硬件可裁剪，適用于應(yīng)用硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它一般由嵌入式微格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應(yīng)用程序等四個(gè)部分組成，用于實(shí)現(xiàn)對用戶的應(yīng)用程序等四個(gè)部分組成，用于實(shí)現(xiàn)對其他設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能。其他設(shè)備

18、的控制、監(jiān)視或管理等功能?；乇竟?jié)目錄回本節(jié)目錄5.1 操作系統(tǒng)簡介操作系統(tǒng)簡介5.1.2 嵌入式操作系統(tǒng)（續(xù)） 嵌入式系統(tǒng)一般指非嵌入式系統(tǒng)一般指非PCPC系統(tǒng)，它包括硬件系統(tǒng)，它包括硬件和軟件兩部分。和軟件兩部分。 硬件包括處理器硬件包括處理器/ /微處理器、存儲器及外微處理器、存儲器及外設(shè)器件和設(shè)器件和I/OI/O端口、圖形控制器等。端口、圖形控制器等。 軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件（軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件（OSOS，要求實(shí)，要求實(shí)時(shí)和多任務(wù)操作）和應(yīng)用程序編程。時(shí)和多任務(wù)操作）和應(yīng)用程序編程。 有時(shí)設(shè)計(jì)人員把這兩種軟件組合在一起。有時(shí)設(shè)計(jì)人員把這兩種軟件組合在一起。應(yīng)用程序控制著系統(tǒng)的運(yùn)作

19、和行為；而操作系應(yīng)用程序控制著系統(tǒng)的運(yùn)作和行為；而操作系統(tǒng)控制著應(yīng)用程序編程與硬件的交互作用。統(tǒng)控制著應(yīng)用程序編程與硬件的交互作用。5.1 操作系統(tǒng)簡介操作系統(tǒng)簡介5.1.2 嵌入式操作系統(tǒng)（續(xù)） 嵌入式系統(tǒng)的核心是嵌入式微處理器。嵌入式微嵌入式系統(tǒng)的核心是嵌入式微處理器。嵌入式微處理器一般就具備以下處理器一般就具備以下4 4個(gè)特點(diǎn)。個(gè)特點(diǎn)。（1 1）強(qiáng)實(shí)時(shí)性。對實(shí)時(shí)多任務(wù)有很強(qiáng)的支持能力，）強(qiáng)實(shí)時(shí)性。對實(shí)時(shí)多任務(wù)有很強(qiáng)的支持能力，能完成多任務(wù)并且有較短的中斷響應(yīng)時(shí)間。能完成多任務(wù)并且有較短的中斷響應(yīng)時(shí)間。（2 2）強(qiáng)穩(wěn)定性。具有功能很強(qiáng)的存儲區(qū)保護(hù)功能。）強(qiáng)穩(wěn)定性。具有功能很強(qiáng)的存儲區(qū)保護(hù)功

20、能。（3 3）良好的移植性。可擴(kuò)展的處理器結(jié)構(gòu)，以便快）良好的移植性?？蓴U(kuò)展的處理器結(jié)構(gòu)，以便快速地開發(fā)出滿足應(yīng)的最高性能的嵌入式微處理器。速地開發(fā)出滿足應(yīng)的最高性能的嵌入式微處理器。（4 4）低功耗。嵌入式微處理器必須功耗很低，尤其）低功耗。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(jì)算和通信設(shè)備中靠電是用于便攜式的無線及移動的計(jì)算和通信設(shè)備中靠電池供電的嵌入式系統(tǒng)更是如此，功耗只有池供電的嵌入式系統(tǒng)更是如此，功耗只有mWmW，甚至，甚至WW級。級。5.1 操作系統(tǒng)簡介操作系統(tǒng)簡介5.1.2 嵌入式操作系統(tǒng)（續(xù)） 嵌入式操作系統(tǒng)大致又可分為嵌入式操作系統(tǒng)大致又可分為“實(shí)時(shí)實(shí)時(shí)

21、”和和“通用通用型型”兩種。兩種。1 1實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（Real-Time Operating SystemReal-Time Operating System，RTOSRTOS）是指操作系統(tǒng)必須在限定的時(shí)間內(nèi)，對過程調(diào)）是指操作系統(tǒng)必須在限定的時(shí)間內(nèi)，對過程調(diào)用做出正確的響應(yīng)。正因?yàn)槿绱?，?shí)時(shí)操作系統(tǒng)對于用做出正確的響應(yīng)。正因?yàn)槿绱耍瑢?shí)時(shí)操作系統(tǒng)對于時(shí)間調(diào)度和穩(wěn)定度上有非常嚴(yán)格的要求，不容許發(fā)生時(shí)間調(diào)度和穩(wěn)定度上有非常嚴(yán)格的要求，不容許發(fā)生太大的誤差。太大的誤差。 嵌入式系統(tǒng)發(fā)展至今，已從專業(yè)性的設(shè)備開始向嵌入式系統(tǒng)發(fā)展至今，已從專業(yè)性的設(shè)備開始向信息家

22、電等消費(fèi)性電子產(chǎn)品領(lǐng)域拓展，所以實(shí)時(shí)操作信息家電等消費(fèi)性電子產(chǎn)品領(lǐng)域拓展，所以實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)也開始從主要的航天、國防領(lǐng)域，將觸角延伸到系統(tǒng)也開始從主要的航天、國防領(lǐng)域，將觸角延伸到網(wǎng)絡(luò)電話、視訊轉(zhuǎn)換器等消費(fèi)性電子產(chǎn)品上。網(wǎng)絡(luò)電話、視訊轉(zhuǎn)換器等消費(fèi)性電子產(chǎn)品上。5.1 操作系統(tǒng)簡介操作系統(tǒng)簡介5.1.2 嵌入式操作系統(tǒng)（續(xù)）2 2通用型操作系統(tǒng)通用型操作系統(tǒng) 通用型操作系統(tǒng)與實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)最大的不同點(diǎn)在通用型操作系統(tǒng)與實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)最大的不同點(diǎn)在于對時(shí)序的要求。通用型操作系統(tǒng)系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間有于對時(shí)序的要求。通用型操作系統(tǒng)系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間有著一定的寬容性。而現(xiàn)今這些通用型操作系統(tǒng)大多應(yīng)著一定的寬容性。而現(xiàn)

23、今這些通用型操作系統(tǒng)大多應(yīng)用于信息家電、消費(fèi)性電子產(chǎn)品等。市場上通用型操用于信息家電、消費(fèi)性電子產(chǎn)品等。市場上通用型操作系統(tǒng)的產(chǎn)品也不少，有一部分也提供有限的實(shí)時(shí)能作系統(tǒng)的產(chǎn)品也不少，有一部分也提供有限的實(shí)時(shí)能力。此外，由于產(chǎn)品多元，獲取容易，且產(chǎn)品支持能力。此外，由于產(chǎn)品多元，獲取容易，且產(chǎn)品支持能力強(qiáng)大，所以使用通用型操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)也越力強(qiáng)大，所以使用通用型操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)也越來越多，市場占有率也隨之提高。來越多，市場占有率也隨之提高。5.2 uC/OS-II簡介簡介 u uC/OS-IIC/OS-II的前身是的前身是uC/OSuC/OS，最早出自于，最早出自于19921992年

24、美年美國嵌入式系統(tǒng)專家國嵌入式系統(tǒng)專家Jean J.Labrosse Jean J.Labrosse 在嵌入式系在嵌入式系統(tǒng)編程雜志的統(tǒng)編程雜志的5 5月和月和6 6月刊上刊登的文章連載，并月刊上刊登的文章連載，并把把uC/OSuC/OS的源碼發(fā)布在該雜志的的源碼發(fā)布在該雜志的BBSBBS上。上。 uC/OS-II uC/OS-II是一個(gè)可以基于是一個(gè)可以基于ROMROM運(yùn)行的、可裁減、運(yùn)行的、可裁減、搶占式、實(shí)時(shí)多任務(wù)內(nèi)核，具有高度可移植性，特?fù)屨际?、?shí)時(shí)多任務(wù)內(nèi)核，具有高度可移植性，特別適合于微處理器和控制器，是和很多商業(yè)操作系別適合于微處理器和控制器，是和很多商業(yè)操作系統(tǒng)性能相當(dāng)?shù)膶?shí)時(shí)操

25、作系統(tǒng)。統(tǒng)性能相當(dāng)?shù)膶?shí)時(shí)操作系統(tǒng)。uC/OS-IIuC/OS-II的移植性很的移植性很好，它最大程度上使用好，它最大程度上使用ANSI CANSI C語言進(jìn)行開發(fā)，現(xiàn)在語言進(jìn)行開發(fā)，現(xiàn)在已經(jīng)移植到近已經(jīng)移植到近4040多種處理器體系。多種處理器體系?；乇菊履夸浕乇菊履夸?.2 uC/OS-II簡介簡介 u uC/OS-IIC/OS-II可以簡單地視為一個(gè)多任務(wù)調(diào)度器，在可以簡單地視為一個(gè)多任務(wù)調(diào)度器，在這個(gè)任務(wù)調(diào)度器之上完善并添加了和多任務(wù)操作系這個(gè)任務(wù)調(diào)度器之上完善并添加了和多任務(wù)操作系統(tǒng)相關(guān)的系統(tǒng)服務(wù)，如信號量、郵箱等。其主要特統(tǒng)相關(guān)的系統(tǒng)服務(wù)，如信號量、郵箱等。其主要特點(diǎn)有公開源代碼，代

26、碼結(jié)構(gòu)清晰、明了，注釋詳盡，點(diǎn)有公開源代碼，代碼結(jié)構(gòu)清晰、明了，注釋詳盡，組織有條理，可移植性好，可裁剪，可固化，內(nèi)核組織有條理，可移植性好，可裁剪，可固化，內(nèi)核屬于搶占式，最多可以管理屬于搶占式，最多可以管理6060個(gè)任務(wù)。從個(gè)任務(wù)。從19921992年開年開始，由于高度可靠性、魯棒性和安全性，始，由于高度可靠性、魯棒性和安全性，uC/OS-IIuC/OS-II已經(jīng)廣泛使用在從照相機(jī)到航空電子產(chǎn)品的各種應(yīng)已經(jīng)廣泛使用在從照相機(jī)到航空電子產(chǎn)品的各種應(yīng)用中。用中。 * *最新的版本支持最新的版本支持256256個(gè)任務(wù)。個(gè)任務(wù)。5.2 uC/OS-II簡介簡介 u uC/OS-IIC/OS-II的

27、主要特點(diǎn)如下：的主要特點(diǎn)如下：（1 1）公開源代碼，系統(tǒng)透明，可移植性強(qiáng)。）公開源代碼，系統(tǒng)透明，可移植性強(qiáng)。（2 2）可固化。）可固化。（3 3）可裁剪，通過條件編譯可以只使用）可裁剪，通過條件編譯可以只使用uC/OS-IIuC/OS-II中中應(yīng)用程序需要的那些系統(tǒng)服務(wù)程序。應(yīng)用程序需要的那些系統(tǒng)服務(wù)程序。（4 4）搶占式，）搶占式，uC/OS-IIuC/OS-II完全是搶占式（完全是搶占式（PreemptivePreemptive）的實(shí)時(shí)內(nèi)核。的實(shí)時(shí)內(nèi)核。（5 5）實(shí)時(shí)多任務(wù)。）實(shí)時(shí)多任務(wù)。（6 6）可確定性，全部）可確定性，全部uC/OS-IIuC/OS-II的函數(shù)調(diào)用與服務(wù)的的函數(shù)調(diào)用

28、與服務(wù)的執(zhí)行時(shí)間具有可確定性。執(zhí)行時(shí)間具有可確定性。5.2 uC/OS-II簡介簡介 由于由于uC/OS-IIuC/OS-II僅是一個(gè)實(shí)時(shí)內(nèi)核，這就意味著僅是一個(gè)實(shí)時(shí)內(nèi)核，這就意味著它不像其他實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)那樣提供給用戶的只是一它不像其他實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)那樣提供給用戶的只是一些些APIAPI函數(shù)接口，有很多工作往往需要用戶自己去完函數(shù)接口，有很多工作往往需要用戶自己去完成。成。 把把C/OS-IIC/OS-II移植到目標(biāo)硬件平臺上也只是系統(tǒng)設(shè)移植到目標(biāo)硬件平臺上也只是系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的開始，后面還需要針對實(shí)際的應(yīng)用需求對計(jì)工作的開始，后面還需要針對實(shí)際的應(yīng)用需求對C/OS-IIC/OS-II進(jìn)行功能擴(kuò)展

29、，包括底層的硬件驅(qū)動、文件進(jìn)行功能擴(kuò)展，包括底層的硬件驅(qū)動、文件系統(tǒng)、用戶圖形接口（系統(tǒng)、用戶圖形接口（GUIGUI）等，從而建立一個(gè)實(shí)用）等，從而建立一個(gè)實(shí)用的的RTOSRTOS。5.3 VxWorks簡介簡介 VxWorksVxWorks是美國是美國WindRiverWindRiver公司于公司于19831983年設(shè)計(jì)開發(fā)年設(shè)計(jì)開發(fā)的一種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。它以其良好的可靠性和卓越的一種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。它以其良好的可靠性和卓越的實(shí)時(shí)性被廣泛地應(yīng)用在通信、軍事、航空、航天的實(shí)時(shí)性被廣泛地應(yīng)用在通信、軍事、航空、航天等高精尖技術(shù)及實(shí)時(shí)性要求極高的領(lǐng)域中，如衛(wèi)星等高精尖技術(shù)及實(shí)時(shí)性要求極高的領(lǐng)域中，如衛(wèi)

30、星通信、軍事演習(xí)、導(dǎo)彈制導(dǎo)、飛機(jī)導(dǎo)航等。它是目通信、軍事演習(xí)、導(dǎo)彈制導(dǎo)、飛機(jī)導(dǎo)航等。它是目前嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域中使用最廣泛、市場占有率最高前嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域中使用最廣泛、市場占有率最高的系統(tǒng)之一。它支持多種處理器，如的系統(tǒng)之一。它支持多種處理器，如x86x86，i960i960，Sun SparcSun Sparc，Motorola MC68xxxMotorola MC68xxx，MIPS RX000MIPS RX000，Power PCPower PC，ARMARM，StrongARMStrongARM等。大多數(shù)的等。大多數(shù)的VxWorks VxWorks APIAPI是專有的。是專有的?；乇菊履?/p>

31、錄回本章目錄5.3 VxWorks簡介簡介 VxWorksVxWorks由一個(gè)體積很小的內(nèi)核及一些可以根據(jù)由一個(gè)體積很小的內(nèi)核及一些可以根據(jù)需要進(jìn)行定制的系統(tǒng)模塊組成。需要進(jìn)行定制的系統(tǒng)模塊組成。VxWorksVxWorks有如下特點(diǎn)有如下特點(diǎn): :（1 1）可靠性高。穩(wěn)定、可靠一直是）可靠性高。穩(wěn)定、可靠一直是VxWorksVxWorks的一個(gè)的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)。突出優(yōu)點(diǎn)。（2 2）實(shí)時(shí)性強(qiáng)。其系統(tǒng)本身的開銷很小，進(jìn)程調(diào)度、）實(shí)時(shí)性強(qiáng)。其系統(tǒng)本身的開銷很小，進(jìn)程調(diào)度、進(jìn)程間通信、中斷處理等系統(tǒng)公用程序精練而有效，進(jìn)程間通信、中斷處理等系統(tǒng)公用程序精練而有效，它們造成的延遲很短。它們造成的延遲很短

32、。VxWorksVxWorks提供的多任務(wù)機(jī)制中提供的多任務(wù)機(jī)制中對任務(wù)的控制采用了優(yōu)先級搶占和輪轉(zhuǎn)調(diào)度機(jī)制，對任務(wù)的控制采用了優(yōu)先級搶占和輪轉(zhuǎn)調(diào)度機(jī)制，也充分保證了可靠的實(shí)時(shí)性。也充分保證了可靠的實(shí)時(shí)性。（3 3）可裁減。）可裁減。VxWorksVxWorks允許用戶對其進(jìn)行裁剪，去允許用戶對其進(jìn)行裁剪，去除不需要的部分，使生成的內(nèi)核更小，執(zhí)行速度更除不需要的部分，使生成的內(nèi)核更小，執(zhí)行速度更快?？臁?.3 VxWorks簡介簡介 VxWorksVxWorks由以下幾個(gè)主要部分組成由以下幾個(gè)主要部分組成: :（1 1）高性能的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)核心。）高性能的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)核心。VxWorksVxW

33、orks核心包括多任務(wù)核心包括多任務(wù)調(diào)度，任務(wù)間的同步和進(jìn)程間通信機(jī)制，以及中斷處理，看調(diào)度，任務(wù)間的同步和進(jìn)程間通信機(jī)制，以及中斷處理，看門狗和內(nèi)存管理機(jī)制。門狗和內(nèi)存管理機(jī)制。（2 2）I/OI/O系統(tǒng)。系統(tǒng)。VxWorksVxWorks提供了一個(gè)快速靈活的與提供了一個(gè)快速靈活的與ANSI CANSI C兼兼容的容的I/OI/O系統(tǒng)，包括系統(tǒng)，包括UNIX UNIX 標(biāo)準(zhǔn)的緩沖標(biāo)準(zhǔn)的緩沖I/OI/O和和POSIXPOSIX標(biāo)準(zhǔn)的異步標(biāo)準(zhǔn)的異步I/OI/O。（3 3）文件系統(tǒng)。）文件系統(tǒng)。VxWorksVxWorks支持四種文件系統(tǒng)：支持四種文件系統(tǒng)：dosFsdosFs、rt11Fsrt1

34、1Fs、rawFsrawFs和和tapeFstapeFs。（4 4）板級支持包）板級支持包 BSP BSP（Board Support PackageBoard Support Package）。）。（5 5）網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。）網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。VxWorksVxWorks提供了對其他網(wǎng)絡(luò)和提供了對其他網(wǎng)絡(luò)和TCP/IPTCP/IP網(wǎng)絡(luò)系網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的統(tǒng)的“透明透明”訪問，包括與訪問，包括與BSDBSD套接字兼容的編程接口，遠(yuǎn)程套接字兼容的編程接口，遠(yuǎn)程過程調(diào)用（過程調(diào)用（RPCRPC）、）、SNMPSNMP（可選項(xiàng)）、遠(yuǎn)程文件訪問（包括客（可選項(xiàng)）、遠(yuǎn)程文件訪問（包括客戶端和服務(wù)端的戶端和服務(wù)端的NFSNFS

35、機(jī)制，使用機(jī)制，使用RSHRSH、FTPFTP或或TFTPTFTP的非的非NFSNFS機(jī)機(jī)制），以及制），以及BOOTPBOOTP和和ARPARP代理。代理。5.3 VxWorks簡介簡介 VxWorksVxWorks由以下幾個(gè)主要部分組成由以下幾個(gè)主要部分組成: :（6 6）先進(jìn)的系列網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。）先進(jìn)的系列網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。（7 7）虛擬內(nèi)存（即）虛擬內(nèi)存（即VxVMIVxVMI選項(xiàng)）與共享內(nèi)存（即選項(xiàng)）與共享內(nèi)存（即VxMPVxMP選項(xiàng)）。選項(xiàng)）。VxVMIVxVMI為帶有為帶有MMUMMU的目標(biāo)板提供了虛擬內(nèi)存機(jī)制。的目標(biāo)板提供了虛擬內(nèi)存機(jī)制。VxMPVxMP提供了提供了共享信號量，消息隊(duì)列和在

36、不同處理器之間的共享內(nèi)存區(qū)域。共享信號量，消息隊(duì)列和在不同處理器之間的共享內(nèi)存區(qū)域。（8 8）目標(biāo)代理（）目標(biāo)代理（Target AgentTarget Agent）。目標(biāo)代理遵循）。目標(biāo)代理遵循WBDWBD（Wind Wind DebugDebug）協(xié)議，允許目標(biāo)機(jī)與主機(jī)上的）協(xié)議，允許目標(biāo)機(jī)與主機(jī)上的TornadoTornado開發(fā)工具相連。開發(fā)工具相連。（9 9）實(shí)用庫）實(shí)用庫VxWorksVxWorks。提供了一個(gè)實(shí)用例程的擴(kuò)展集，包括。提供了一個(gè)實(shí)用例程的擴(kuò)展集，包括中斷處理、看門狗計(jì)時(shí)器、消息登錄、內(nèi)存分配、字符掃描、中斷處理、看門狗計(jì)時(shí)器、消息登錄、內(nèi)存分配、字符掃描、線緩沖和環(huán)

37、緩沖管理、鏈表管理和線緩沖和環(huán)緩沖管理、鏈表管理和ANSI CANSI C標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。（1010）基于目標(biāo)機(jī)的工具。在）基于目標(biāo)機(jī)的工具。在TornadoTornado開發(fā)系統(tǒng)中，開發(fā)工具開發(fā)系統(tǒng)中，開發(fā)工具是駐留在主機(jī)上的，但是也可以根據(jù)需要將基于目標(biāo)機(jī)的是駐留在主機(jī)上的，但是也可以根據(jù)需要將基于目標(biāo)機(jī)的ShellShell和裝載卸載模塊加入和裝載卸載模塊加入VxWorksVxWorks。5.4 WinCE簡介簡介 WinCEWinCE是微軟公司嵌入式、移動計(jì)算平臺的基礎(chǔ)。是微軟公司嵌入式、移動計(jì)算平臺的基礎(chǔ)。WinCEWinCE中的中的C C代表袖珍（代表袖珍（CompactCompact

38、）、消費(fèi)）、消費(fèi)（ConsumerConsumer）、通信能力（）、通信能力（ConnectivityConnectivity）和伴侶）和伴侶（CompanionCompanion）；）；E E代表電子產(chǎn)品（代表電子產(chǎn)品（ElectronicsElectronics）。）。與與Windows 95/98Windows 95/98、Windows NTWindows NT不同的是，不同的是，WinCEWinCE是是所有源代碼全部由微軟自行開發(fā)的嵌入式新型操作所有源代碼全部由微軟自行開發(fā)的嵌入式新型操作系統(tǒng)，其操作界面雖來源于系統(tǒng)，其操作界面雖來源于Windows 95/98Windows 95/

39、98，但，但WinCEWinCE是基于是基于Win32 APIWin32 API重新開發(fā)、新型的信息設(shè)備重新開發(fā)、新型的信息設(shè)備的平臺。的平臺?；乇菊履夸浕乇菊履夸?.4 WinCE簡介簡介 WinCEWinCE被設(shè)計(jì)成針對小型設(shè)備（它是典型的擁有被設(shè)計(jì)成針對小型設(shè)備（它是典型的擁有有限內(nèi)存的無磁盤系統(tǒng)）的通用操作系統(tǒng)，有限內(nèi)存的無磁盤系統(tǒng)）的通用操作系統(tǒng)，WinCEWinCE可可以通過設(shè)計(jì)一層位于內(nèi)核和硬件之間代碼用來用設(shè)以通過設(shè)計(jì)一層位于內(nèi)核和硬件之間代碼用來用設(shè)定硬件平臺，這即眾所周知的硬件抽象層（定硬件平臺，這即眾所周知的硬件抽象層（HALHAL）。）。在以前解釋時(shí)，這被稱為在以前解釋

40、時(shí)，這被稱為OEMCOEMC（原始設(shè)備制造）適（原始設(shè)備制造）適應(yīng)層，即應(yīng)層，即OALOAL；內(nèi)核壓縮層，即；內(nèi)核壓縮層，即KALKAL。WinCEWinCE是從整體是從整體上為有限資源的平臺設(shè)計(jì)的多線程、完整優(yōu)先權(quán)、上為有限資源的平臺設(shè)計(jì)的多線程、完整優(yōu)先權(quán)、多任務(wù)的操作系統(tǒng)，它的模塊化設(shè)計(jì)允許它對從掌多任務(wù)的操作系統(tǒng)，它的模塊化設(shè)計(jì)允許它對從掌上電腦到專用的工業(yè)控制器的用戶電子設(shè)備進(jìn)行定上電腦到專用的工業(yè)控制器的用戶電子設(shè)備進(jìn)行定制。操作系統(tǒng)的基本內(nèi)核至少需要制。操作系統(tǒng)的基本內(nèi)核至少需要200KB200KB的的ROMROM。5.4 WinCE簡介簡介 WinCEWinCE具有模塊化、結(jié)構(gòu)

41、化和基于具有模塊化、結(jié)構(gòu)化和基于Win32Win32應(yīng)用程序應(yīng)用程序接口和與處理器無關(guān)等特點(diǎn)。接口和與處理器無關(guān)等特點(diǎn)。WinCEWinCE不僅繼承了傳統(tǒng)不僅繼承了傳統(tǒng)的的WindowsWindows圖形界面，并且在圖形界面，并且在WinCEWinCE平臺上可以使用平臺上可以使用Windows 95/98Windows 95/98上的編程工具（如上的編程工具（如Visual BasicVisual Basic、Visual C+Visual C+等）、使用同樣的函數(shù)、使用同樣的界等）、使用同樣的函數(shù)、使用同樣的界面風(fēng)格，使絕大多數(shù)的應(yīng)用軟件只需簡單的修改和面風(fēng)格，使絕大多數(shù)的應(yīng)用軟件只需簡單的

42、修改和移植就可以在移植就可以在WinCEWinCE平臺上繼續(xù)使用。平臺上繼續(xù)使用。WinCEWinCE并非是并非是專為單一裝置設(shè)計(jì)的，所以微軟為旗下采用專為單一裝置設(shè)計(jì)的，所以微軟為旗下采用WinCEWinCE作作業(yè)系統(tǒng)的產(chǎn)品大致分為三條產(chǎn)品線，業(yè)系統(tǒng)的產(chǎn)品大致分為三條產(chǎn)品線，Pocket PCPocket PC（掌（掌上電腦）、上電腦）、Handheld PCHandheld PC（手持設(shè)備）及（手持設(shè)備）及Auto PCAuto PC。5.4 WinCE簡介簡介 嵌入式嵌入式WinCEWinCE與與LinuxLinux相比，其優(yōu)點(diǎn)包括：相比，其優(yōu)點(diǎn)包括： Linux Linux開發(fā)難度較高

43、，需要很高的技術(shù)實(shí)力，開發(fā)難度較高，需要很高的技術(shù)實(shí)力，WinCEWinCE開發(fā)相對較容易，開發(fā)周期短，內(nèi)核完善，主開發(fā)相對較容易，開發(fā)周期短，內(nèi)核完善，主要是應(yīng)用層開發(fā)；要是應(yīng)用層開發(fā)； Linux Linux核心調(diào)試工具不全，調(diào)試不太方便，而核心調(diào)試工具不全，調(diào)試不太方便，而WinCEWinCE的的GUIGUI豐富開發(fā)工具強(qiáng)大；豐富開發(fā)工具強(qiáng)大； Linux Linux系統(tǒng)維護(hù)難度大，系統(tǒng)維護(hù)難度大，LinuxLinux在使用較完整的在使用較完整的GUIGUI時(shí)一般會占用較大的內(nèi)存，如果去掉部分無用的時(shí)一般會占用較大的內(nèi)存，如果去掉部分無用的功能來減小使用的內(nèi)存，但是如果不仔細(xì)，將引起功能

44、來減小使用的內(nèi)存，但是如果不仔細(xì)，將引起新的問題。新的問題。5.4 WinCE簡介簡介 嵌入式嵌入式WinCEWinCE與與LinuxLinux相比的缺點(diǎn)包括：相比的缺點(diǎn)包括： Linux Linux是開放源代碼，遍布全球的眾多是開放源代碼，遍布全球的眾多LinuxLinux愛好愛好者都是者都是LinuxLinux開發(fā)者的強(qiáng)大技術(shù)支持者；開發(fā)者的強(qiáng)大技術(shù)支持者；WinCEWinCE目前目前6.06.0內(nèi)核全部開放，內(nèi)核全部開放，GUIGUI不開放；不開放； Linux Linux的內(nèi)核小、效率高，而的內(nèi)核小、效率高，而WinCEWinCE則占用過多的則占用過多的RAMRAM； Linux Li

45、nux在價(jià)格上極具競爭力，在價(jià)格上極具競爭力，WinCEWinCE需要版權(quán)費(fèi)用；需要版權(quán)費(fèi)用； Linux Linux不僅支持不僅支持x86x86芯片，還是一個(gè)跨平臺的系統(tǒng)，芯片，還是一個(gè)跨平臺的系統(tǒng)，更換更換CPUCPU時(shí)就不會遇到更換平臺的困擾；時(shí)就不會遇到更換平臺的困擾； Linux Linux內(nèi)核的結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)方面是非常完整的。內(nèi)核的結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)方面是非常完整的。5.4 WinCE簡介簡介 20102010年年6 6月，微軟正式公布月，微軟正式公布Windows Embedded Windows Embedded Compact 7Compact 7，其前身便是簡稱，其前身便是簡稱WinC

46、EWinCE的系統(tǒng)，隨著版的系統(tǒng)，隨著版本號的升級，其正式改名為本號的升級，其正式改名為Windows Embedded Windows Embedded Compact 7Compact 7。 盡管盡管Windows Embedded Compact 7Windows Embedded Compact 7有諸多優(yōu)點(diǎn)，有諸多優(yōu)點(diǎn)，然而目前國內(nèi)的然而目前國內(nèi)的WinCEWinCE應(yīng)用還是以應(yīng)用還是以WinCE6.0WinCE6.0為主。為主。5.5 Linux簡介簡介5.5.1 Linux5.5.1 Linux簡介簡介5.5.2 Linux5.5.2 Linux特點(diǎn)特點(diǎn)5.5.3 5.5.3 嵌

47、入式嵌入式LinuxLinux5.5.4 Linux5.5.4 Linux內(nèi)核版本與發(fā)行版內(nèi)核版本與發(fā)行版5.5.5 Linux5.5.5 Linux進(jìn)程管理進(jìn)程管理5.5.6 5.5.6 存儲管理存儲管理5.5.7 5.5.7 文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)5.5.8 5.5.8 設(shè)備管理設(shè)備管理5.5.9 Linux5.5.9 Linux內(nèi)核模塊內(nèi)核模塊5.5.10 Linux5.5.10 Linux配置文件配置文件5.5.11 Linux5.5.11 Linux啟動流程簡介啟動流程簡介回本章目錄回本章目錄5.5 Linux簡介簡介5.5.1 Linux簡介簡介 Linux Linux是一種自由和開放源

48、碼的類是一種自由和開放源碼的類UnixUnix操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)。19911991年初，年初，LinusLinus開始在一臺開始在一臺386sx 386sx 兼容微機(jī)上學(xué)習(xí)兼容微機(jī)上學(xué)習(xí)MinixMinix操作系統(tǒng)。通過學(xué)習(xí)，他逐漸不能滿足于操作系統(tǒng)。通過學(xué)習(xí)，他逐漸不能滿足于MinixMinix系統(tǒng)的現(xiàn)有性能，并開始醞釀開發(fā)一個(gè)新的免系統(tǒng)的現(xiàn)有性能，并開始醞釀開發(fā)一個(gè)新的免費(fèi)操作系統(tǒng)。費(fèi)操作系統(tǒng)。19911991年的年的1010月月5 5日，日，LinuxLinux由芬蘭人由芬蘭人Linus TorvaldsLinus Torvalds第一次正式在網(wǎng)站上向外公布，以第一次正式在網(wǎng)站上向外公布

49、，以后借助于后借助于InternetInternet網(wǎng)絡(luò)，并經(jīng)過全世界各地計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，并經(jīng)過全世界各地計(jì)算機(jī)愛好者的共同努力下，現(xiàn)已成為今天世界上使用最愛好者的共同努力下，現(xiàn)已成為今天世界上使用最多的一種多的一種UNIX UNIX 類操作系統(tǒng)，并且使用人數(shù)還在迅猛類操作系統(tǒng)，并且使用人數(shù)還在迅猛增長。增長。回本節(jié)目錄回本節(jié)目錄5.5 Linux簡介簡介5.5.1 Linux簡介（續(xù)） 目前存在著許多不同的目前存在著許多不同的LinuxLinux，但它們都使用了，但它們都使用了LinuxLinux內(nèi)核。內(nèi)核。LinuxLinux可安裝在各種計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備中，可安裝在各種計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備中，從手機(jī)、

50、平板電腦、路由器和視頻游戲控制臺，到從手機(jī)、平板電腦、路由器和視頻游戲控制臺，到臺式計(jì)算機(jī)、大型機(jī)和超級計(jì)算機(jī)。臺式計(jì)算機(jī)、大型機(jī)和超級計(jì)算機(jī)。LinuxLinux是一個(gè)領(lǐng)是一個(gè)領(lǐng)先的操作系統(tǒng)，世界上運(yùn)算最快的先的操作系統(tǒng)，世界上運(yùn)算最快的1010臺超級計(jì)算機(jī)臺超級計(jì)算機(jī)運(yùn)行的都是運(yùn)行的都是LinuxLinux操作系統(tǒng)。嚴(yán)格地講，操作系統(tǒng)。嚴(yán)格地講，LinuxLinux這個(gè)這個(gè)詞本身只表示詞本身只表示LinuxLinux內(nèi)核，但實(shí)際上人們已經(jīng)習(xí)慣了內(nèi)核，但實(shí)際上人們已經(jīng)習(xí)慣了用用LinuxLinux來形容整個(gè)基于來形容整個(gè)基于LinuxLinux內(nèi)核，并且使用內(nèi)核，并且使用GNUGNU工工程各

51、種工具和數(shù)據(jù)庫的操作系統(tǒng)。程各種工具和數(shù)據(jù)庫的操作系統(tǒng)。5.5 Linux簡介簡介5.5.2 Linux特點(diǎn)特點(diǎn)LinuxLinux具有如下特點(diǎn)具有如下特點(diǎn): :（1 1）完全免費(fèi)。）完全免費(fèi)。LinuxLinux是一款免費(fèi)的操作系統(tǒng)，用是一款免費(fèi)的操作系統(tǒng)，用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)或其他途徑免費(fèi)獲得，并可以任意戶可以通過網(wǎng)絡(luò)或其他途徑免費(fèi)獲得，并可以任意修改其源代碼。修改其源代碼。（2 2）完全兼容）完全兼容POSIX 1.0POSIX 1.0標(biāo)準(zhǔn)。這使得可以在標(biāo)準(zhǔn)。這使得可以在LinuxLinux下通過相應(yīng)的模擬器運(yùn)行常見的下通過相應(yīng)的模擬器運(yùn)行常見的DOSDOS、WindowsWindows的程

52、的程序。序。（3 3）多用戶、多任務(wù)。）多用戶、多任務(wù)。（4 4）良好的界面。）良好的界面。LinuxLinux同時(shí)具有字符界面和圖形同時(shí)具有字符界面和圖形界面。界面?；乇竟?jié)目錄回本節(jié)目錄5.5 Linux簡介簡介5.5.2 Linux特點(diǎn)（續(xù)）LinuxLinux具有如下特點(diǎn)具有如下特點(diǎn): :（5 5）豐富的網(wǎng)絡(luò)功能。）豐富的網(wǎng)絡(luò)功能。LinuxLinux的網(wǎng)絡(luò)功能和其內(nèi)核的網(wǎng)絡(luò)功能和其內(nèi)核緊密相連緊密相連. .（6 6）可靠的安全、穩(wěn)定性能。）可靠的安全、穩(wěn)定性能。LinuxLinux采取了許多安采取了許多安全技術(shù)措施，其中有對讀、寫進(jìn)行權(quán)限控制、審計(jì)全技術(shù)措施，其中有對讀、寫進(jìn)行權(quán)限控制

53、、審計(jì)跟蹤、核心授權(quán)等技術(shù)，這些都為安全提供了保障。跟蹤、核心授權(quán)等技術(shù)，這些都為安全提供了保障。（7 7）支持多種平臺。）支持多種平臺。LinuxLinux可以運(yùn)行在多種硬件平可以運(yùn)行在多種硬件平臺上，如臺上，如x86x86、ARMARM、SPARCSPARC、AlphaAlpha、MIPSMIPS、PowerPCPowerPC、HP-PAHP-PA等處理器的平臺。此外等處理器的平臺。此外LinuxLinux還是一種嵌入式還是一種嵌入式操作系統(tǒng)，可以運(yùn)行在掌上電腦、機(jī)頂盒或游戲機(jī)操作系統(tǒng)，可以運(yùn)行在掌上電腦、機(jī)頂盒或游戲機(jī)上。上。5.5 Linux簡介簡介5.5.3 嵌入式嵌入式Linux

54、嵌入式嵌入式LinuxLinux是以是以LinuxLinux為基礎(chǔ)的嵌入式操作系統(tǒng)。為基礎(chǔ)的嵌入式操作系統(tǒng)。 典型的嵌入式典型的嵌入式LinuxLinux安裝大概需要安裝大概需要2MB2MB的系統(tǒng)內(nèi)存。的系統(tǒng)內(nèi)存。 嵌入式嵌入式LinuxLinux現(xiàn)在已經(jīng)有許多的版本，包括強(qiáng)實(shí)現(xiàn)在已經(jīng)有許多的版本，包括強(qiáng)實(shí)時(shí)的嵌入式時(shí)的嵌入式LinuxLinux（如新墨西哥工學(xué)院的（如新墨西哥工學(xué)院的RT-LinuxRT-Linux和和堪薩斯大學(xué)的堪薩斯大學(xué)的KURT-LinuxKURT-Linux）和一般的嵌入式）和一般的嵌入式Linux Linux 版版本（如本（如ClinuxClinux和和Pocket

55、 LinuxPocket Linux等）。等）。 另一種常用的嵌入式另一種常用的嵌入式Linux是是Clinux，它是針對，它是針對沒有沒有MMU的處理器而設(shè)計(jì)的。它不能使用處理器的的處理器而設(shè)計(jì)的。它不能使用處理器的虛擬內(nèi)存管理技術(shù)，它對內(nèi)存的訪問是直接的，所有虛擬內(nèi)存管理技術(shù)，它對內(nèi)存的訪問是直接的，所有程序中訪問的地址都是實(shí)際的物理地址。它專為嵌入程序中訪問的地址都是實(shí)際的物理地址。它專為嵌入式系統(tǒng)做了許多小型化的工作式系統(tǒng)做了許多小型化的工作?；乇竟?jié)目錄回本節(jié)目錄5.5 Linux簡介簡介5.5.4 Linux內(nèi)核版本與發(fā)行版內(nèi)核版本與發(fā)行版 Linux Linux的版本號分為兩部分，

56、即內(nèi)核版本與發(fā)行的版本號分為兩部分，即內(nèi)核版本與發(fā)行版本。內(nèi)核版本號由版本。內(nèi)核版本號由r.x.y 3r.x.y 3個(gè)數(shù)字組成。個(gè)數(shù)字組成。 r r：目前發(fā)布的內(nèi)核主版本；：目前發(fā)布的內(nèi)核主版本； x x：偶數(shù)表示穩(wěn)定版本，奇數(shù)表示開發(fā)中版本；：偶數(shù)表示穩(wěn)定版本，奇數(shù)表示開發(fā)中版本； y y：錯(cuò)誤修補(bǔ)的次數(shù)。：錯(cuò)誤修補(bǔ)的次數(shù)。 一般來說，一般來說，x x位為偶數(shù)的版本是一個(gè)可以使用的位為偶數(shù)的版本是一個(gè)可以使用的穩(wěn)定版本，如穩(wěn)定版本，如.4；x x位為奇數(shù)的版本一般加入了位為奇數(shù)的版本一般加入了一些新的內(nèi)容，不一定很穩(wěn)定，是測試版本，如一些新的內(nèi)容，不一定很穩(wěn)定，是測試版本，如

57、2.1.1112.1.111。2.6.362.6.36版本是版本是20102010年年1010月發(fā)布的版本號，月發(fā)布的版本號，在在2.6.392.6.39后，后，LinuxLinux開始以開始以3.x.x3.x.x開始命名。開始命名?；乇竟?jié)目錄回本節(jié)目錄5.5 Linux簡介簡介5.5.4 Linux內(nèi)核版本與發(fā)行版（續(xù)） Linux Linux發(fā)行版指的就是我們通常所說的發(fā)行版指的就是我們通常所說的“Linux“Linux操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)”，它可能是由一個(gè)組織、公司或者個(gè)人，它可能是由一個(gè)組織、公司或者個(gè)人發(fā)行的。發(fā)行的。 一個(gè)一個(gè)LinuxLinux發(fā)行版包括發(fā)行版包括LinuxLinux

58、內(nèi)核，將整個(gè)軟件內(nèi)核，將整個(gè)軟件安裝到電腦上的一套安裝工具，各種安裝到電腦上的一套安裝工具，各種GNUGNU軟件，其他軟件，其他的一些自由軟件，在一些特定的的一些自由軟件，在一些特定的LinuxLinux發(fā)行版中也有發(fā)行版中也有一些專有軟件。目前，超過三百個(gè)發(fā)行版被積極地一些專有軟件。目前，超過三百個(gè)發(fā)行版被積極地開發(fā)，最普遍被使用的發(fā)行版有大約十二個(gè)。開發(fā)，最普遍被使用的發(fā)行版有大約十二個(gè)。 主流的主流的LinuxLinux發(fā)行版有：發(fā)行版有：UbuntuUbuntu，Debian Debian GNU/LinuxGNU/Linux，F(xiàn)edoraFedora，GentooGentoo，Man

59、drivaLinuxMandrivaLinux，SlackwareLinuxSlackwareLinux，openSUSEopenSUSE，PuppylinuxPuppylinux，MintMint，CentOSCentOS，Red HatRed Hat等。等。5.5 Linux簡介簡介5.5.5 Linux進(jìn)程管理進(jìn)程管理 進(jìn)程（進(jìn)程（ProcessProcess）是一個(gè)其中運(yùn)行著一個(gè)或多個(gè)）是一個(gè)其中運(yùn)行著一個(gè)或多個(gè)線程的地址空間和這些線程所需要的系統(tǒng)資源。線程的地址空間和這些線程所需要的系統(tǒng)資源。 線程（線程（ThreadThread）是進(jìn)程的一個(gè)實(shí)體，是）是進(jìn)程的一個(gè)實(shí)體，是CPUCP

60、U調(diào)度調(diào)度和分派的基本單位。和分派的基本單位。 線程和進(jìn)程的關(guān)系是：線程是屬于進(jìn)程的，線線程和進(jìn)程的關(guān)系是：線程是屬于進(jìn)程的，線程運(yùn)行在進(jìn)程空間內(nèi)，同一進(jìn)程所產(chǎn)生的線程共享程運(yùn)行在進(jìn)程空間內(nèi)，同一進(jìn)程所產(chǎn)生的線程共享同一內(nèi)存空間，當(dāng)進(jìn)程退出時(shí)該進(jìn)程所產(chǎn)生的線程同一內(nèi)存空間，當(dāng)進(jìn)程退出時(shí)該進(jìn)程所產(chǎn)生的線程都會被強(qiáng)制退出并清除。線程可與屬于同一進(jìn)程的都會被強(qiáng)制退出并清除。線程可與屬于同一進(jìn)程的其他線程共享進(jìn)程所擁有的全部資源，但是其本身其他線程共享進(jìn)程所擁有的全部資源，但是其本身基本上不擁有系統(tǒng)資源，只擁有一點(diǎn)在運(yùn)行中必不基本上不擁有系統(tǒng)資源，只擁有一點(diǎn)在運(yùn)行中必不可少的信息（如程序計(jì)數(shù)器、一組寄