嵌入式系统是一个充满科技魅力的领域,也是当下最热门、最具发展潜力的IT应用之一。它广泛应用于各种专用设备,如手机、PDA、电子字典、可视电话等,为我们的生活带来前所未有的便利。嵌入式系统不仅在消费家电智能化中发挥着关键作用,更在数控设备、航天航空设备等领域展现出无限可能。
信息管理、过程控制、辅助技术、翻译、多媒体应用、计算机网络等领域。信息管理是一种基于数据库管理系统的计算机技术,它帮助管理者提高决策水平,改进经营策略。信息处理包括数据收集、存储、处理、分类、排序、检索和发布。信息处理已成为现代计算机的主要任,它是现代管理的基础。
嵌入式计算机应用领域有:交通管理、家庭智能管理系统、POS网络及电子商务、环境工程与自然、机器人。交通管理:在车辆导航、流量控制、信息监测与汽车服务方面,嵌入式系统技术已经获得了广泛的应用,内嵌GPS模块,GSM模块的移动定位终端已经在各种运输行业获得了成功的使用。
目前GPS设备已经从尖端产品进入了普通百姓的家庭,只需要几千元,就可以随时随地找到你的位置。3.信息家电:这将称为嵌入式系统最大的应用领域,冰箱、空调等的网络化、智能化将引领人们的生活步入一个崭新的空间。即使你不在家里,也可以通过电话线、网络进行远程控制。
嵌入式系统,不仅仅是一个普通的计算机系统,它是专为特定应用而生的强大工具。它以应用为中心,精准满足你的功能、可靠性、成本、体积、功耗和环境需求。接通即用嵌入式系统的魅力在于,当接通电源,即可直接享受其提供的服务,无需复杂的设置或二次开发。
嵌入式系统,英文名embedded system,是专为特定应用设计,以计算机技术为核心,强调功能定制、可靠性和效率的专用计算机。它以实际应用为导向,围绕用户需求和产品特性打造,能在严格性能要求下灵活裁减软硬件资源,广泛应用于工业控制、消费电子、医疗设备等多元化领域。
嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成 本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用 户的应用程序等四个部分组成,用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。
1、实时操作系统(RTOS):实时操作系统是嵌入式系统中最常用的操作系统之一。它专注于处理实时数据流和任务,确保系统在特定时间内完成任务。一些常见的实时操作系统包括FreeRTOS、VxWorks、RTOS-32等。嵌入式Linux:Linux内核经过裁剪和优化,被用于嵌入式系统,形成嵌入式Linux。
2、FreeRTOS:FreeRTOS是一个小型的实时操作系统,专为嵌入式系统设计。它轻量、可裁剪,适用于资源受限的嵌入式系统,是一种常见的选择。MicriumOS:MicriumOS是一个实时操作系统,提供了多种组件,如文件系统、通信协议栈等。它适用于多种硬件平台,包括微处理器和微控制器。
3、现在目前主流常见的四种嵌入式操作系统分别是VxWorks、Windows CE、μC/OS-Ⅱ、嵌入式Linux,它们各自拥有各自的优缺点。(1)VxWorks VxWorks操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统(RTOS),是Tornado嵌入式开发环境的关键组成部分。
4、从应用角度可分为通用型嵌入式操作系统和专用型嵌入式操作系统。常见的通用型嵌入式操作系统有Linux、VxWorks、Windows CE.net等。常用的专用型嵌入式操作系统有Smart Phone、Pocket PC、Symbian等。按实时性可分为两类:实时嵌入式操作系统主要面向控制、通信等领域。
5、常见的嵌入式操作系统有WINDOWS CE、iOS、Linux、Android、FreeRTOS。WINDOWS CE,WINDOWS CE是微软开发的一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统,是基于掌上型电脑类的电子设备操作系统。Windows CE具有模块化、结构化和基干Win32应用程序接日以及与处理器无关等特点。
随着20世纪90年代的到来,RTOS在嵌入式系统设计中的主导地位日益稳固,众多工程师纷纷选择使用预置的RTOS,而非自建。技术发展方面,呈现了以下几个关键点:首先,为适应日益多样化的微处理器,RTOS的设计趋向于更加灵活和可移植。新的处理器技术推动了RTOS能在短时间内支持多种硬件平台,提升了其适用性。
可以看出,进入20世纪90年代后,RTOS在嵌入式系统设计中的主导地位已经确定,越来越多的工程师使用RTOS,更多的新用户愿意选择购买而不是自己开发。我们注意到,RTOS的技术发展有以下一些变化:1. 因为新的处理器越来越多,RTOS自身结构的设计更易于移植,以便在短时间内支持更多种微处理器。
首先,系统级RTOS将主要在小型计算机系统中发挥实时控制作用。这个领域以往由Unix主导,但Sun通过并购增强了其Solaris与Chorus OS的竞争力。微软则通过嵌入式NT版本挑战传统格局,而嵌入式Linux凭借开放源码和丰富的软件资源,也逐渐崭露头角。
中国正逐渐成为全球嵌入式实时操作系统(RTOS)的重要市场。由于其庞大的电信市场,据信息产业部预测,未来2至3年内,中国将占据全球最大的手机市场,每部手机都需要一个RTOS运行。这为电信设备制造商提供了丰富的市场机遇,然而,目前中国的大多数设备制造商在选择RTOS时,仍倾向于使用国外的产品。
嵌入式实时操作系统的历程可以追溯到1981年,当时Ready System推出了世界上首个商业嵌入式实时内核VRTX32,标志着这一技术的诞生。那时,市场上的产品大多局限于支持16位微处理器,如68k和8086,RTOS主要以销售二进制代码的形式存在,包括IPI公司的MTOS和PSOS,主要用于军事和电信设备。
进入90年代,对实时性的需求增加,RTOS逐渐演变为支持多任务的系统,成为嵌入式系统的主流。这时,除了原有的公司外,Palm OS、WinCE、嵌入式Linux等新兴操作系统也应运而生,显示出嵌入式系统市场的繁荣。国内公司如Hopen、Delta Os也崭露头角,预示着嵌入式技术的广阔前景。
综上所述,嵌入式操作系统的最大特点是与特定硬件的紧密集成。这种集成使得嵌入式操作系统能够充分利用硬件的特性,实现高性能、低功耗和实时响应,从而满足各种特定应用的需求。
以通用型嵌入式实时操作系统为标志的嵌入式系统,如VxWorks、pSos、Windows CE就是这一阶段的典型代表。这一阶段嵌入式系统的特点是:能运行在各种不同的微处理器上;具有强大的能用型操作系统的功能,如具备了文件和目录管理、多任务、设备驱动支持、网络支持、图形窗口以及用户界面等功能;具有丰富的API和嵌入式应用软件。
第二阶段:以嵌人式CPU为基础、简单操作系统为核心的嵌入式系统。CPU种类繁多,通用性比较差;系统开销小,效率高;一般配备系统仿真器,操作系统具有一定的兼容性和扩展性;应用软件较专业,用户界面不够友好;系统主要用来控制系统负载以及监控应用程序运行。
.嵌入式Linux 嵌入式Linux(EmbeddedLinux)是标准Linux经过小型化裁剪处理之后的专用Linux操作系统,能够固化于容量只有几KB或者几MB的存储器芯片或者单片机中,适合于特定嵌入式应用场合。目前已经开发成功的嵌入式系统中,大约一半的系统使用嵌入式Linux。这与它的父辈—Linux自身的优良特性是分不开的。
Linux作为嵌入式操作系统的优势主要有以下几点: 可应用于多种硬件平台。Linux已经被移植到多种硬件平台,这对于经费,时间受限制的研究与开发项目是很有吸引力的。原型可以在标准平台上开发后移植到具体的硬件上,加快了软件与硬件的开发过程。
嵌入式操作系统的基石与实践 在嵌入式系统开发中,理解关键组件和配置至关重要。首先,babys目录权限允许用户拥有文件读权限和目录读/执行权限,确保数据安全和访问控制。usermod命令虽然能删除账户,但无法直接删除主目录,这是系统设计的一个特性。
1、现在目前主流常见的四种嵌入式操作系统分别是VxWorks、Windows CE、μC/OS-Ⅱ、嵌入式Linux,它们各自拥有各自的优缺点。(1)VxWorks VxWorks操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统(RTOS),是Tornado嵌入式开发环境的关键组成部分。
2、嵌入式开发所用到的操作系统主要有以下几种:实时操作系统(RTOS):实时操作系统是嵌入式系统中最常用的操作系统之一。它专注于处理实时数据流和任务,确保系统在特定时间内完成任务。一些常见的实时操作系统包括FreeRTOS、VxWorks、RTOS-32等。
3、实时系统主要分为以下两类。强实时系统(hard real-time):在航空航天、军事、核工业等一些关键领域中,应用时间需求应能够得到完全满足,否则就造成如飞机失事等重大地安全事故,造成重大地生命财产损失和生态破坏。
4、实时嵌入式系统有:(1) DeltaOS DeltaOS是电子科技大学嵌入式实时教研室和科银公司 (专门从事嵌入式开发) 联合研制开发的全中文的嵌入式操作系统,提供强实时和嵌入式多任务的内核,任务响应时间快速、确定,不随任务负载大小改变,绝大部分的代码由C语言编写,具有很好的移植性。
5、一般情况下,嵌入式操作系统可以分为两类,一类是面向控制、通信等领域的实时操作系统,如windriver公司的vxworks、isi的psos、qnx系统软件公司的qnx、ati的nucleus等;另一类是面向消费电子产品的非实时操作系统,这类产品包括个人数字助理(pda)、移动电话、机顶盒、电子书、webphone等。
6、eCos(embedded Configurable operating system),即嵌入式可配置操作系统。它是一个源代码开放的可配置、可移植、面向深度嵌入式应用的实时操作系统。最大特点是配置灵活,采用模块化设计,核心部分由小同的组件构成,包括内核、C语言库和底层运行包等。