linux嵌入式实时操作系统开发与设计

《linux嵌入式实时操作系统开发与设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、Linux嵌入式实时操作系统开发与设计概述伴随着科技不断的日新月异推陈出新。信息家电，手持设备，无线设备等个性化设备的出现，相应的硬件和软件的迅速发展。许多设备都配有Intel,MIPS,摩托罗拉等公司生产的32位微处理器。许多开发商也开始为这些设备提供嵌入式操作系统。嵌入式系统与实时系统将会有越来越重要作用。利用Linux搭建嵌入式操作系统是近年来出现的最令人振奋的方案。这有多方面的原因。首先，运行在嵌入式系统上的Linux能够提供全功能的桌面计算(DesktopComputing),且由于其开放代码，定制变得非常方便。其次，Linux已经支持大

2、多数嵌入式系统上使用的芯片，包括StrongARM,MIPS和PowerPC。最后，Linux是免费的，使用Linux不需要付出任何费用。现今风行世界的Linux操作系统，本着开放自由的精神，吸引了全世界的目光，越来越多的程序员加入到它的行列中来。所以利用Linux作为底层操作系统，在其上进行实时化改造，建立一个具有实时应用能力的操作系统是现在日益流行的嵌入式操作系统的解决方案。市场上常见的PDA等小型手持式设备上，以前由于硬件条件等的限制，我们看到功能都非常简单，没有网络。GUI等非常实用方便的功能。但最近出现的Palm等手持式电脑或者在Wind

3、owsCE等面向嵌入式系统的操作系统上，我们已经看到了完整的网络。图形用户界面支持。随着手持式设备的硬件条件的提高，估计嵌入式系统对嵌入式操作系统的需求会越来越迫切。本人长期以来对Linux操作系统比较感兴趣，并结合本专业，对Linux应用于嵌入式实时环境进行了一定的研究。本论文基于这些事实，对面向嵌入式实时环境的Linux系统的体系结构和一些技术内幕做了较深入的探讨。论文首先概述了嵌入式系统及实时系统的发展情况。第二章介绍了在实时Linux领域的相关研究。第三章介绍了典型的实时系统RTLinux的设计与实现，第四章介绍了RTLinux的编程模型和

4、一些应用实例。本文的第五章将对RTLinux的性能进行测试评估。最后是一点感想和展望。第一章嵌入式实时系统概况1.1嵌入式系统概况1.1.1嵌入式技术的历史发展嵌入式系统的出现至今已经有30多年的历史了，嵌入式技术也历经了几个发展阶段。进入90年代后，以计算机和软件为核心的数字化技术取得了迅猛发展，不仅广泛渗透到社会经济。军事。交通。通信等相关行业，而且深入到家电。娱乐。艺术。社会文化等各个领域，掀起了一场数字化技术革命。多媒体技术与Internet的应用迅速普及，消费电子(Consumptiveelectron),计算机(Computer),通信

5、(Communication),3C一体化趋势日趋明显，嵌入式技术再度成为一个研究热点。综观嵌入式技术的发展，大致经历了以下4个阶段[1]。第一阶段是以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统，同时具有与监测。伺服。指示设备相配合的功能。这种系统大部分应用于一些专业性极强的工业控制系统中，一般没有操作系统的支持，通过汇编语言编程对系统进行直接控制，运行结束后清除内存。这一阶段系统的主要特点是：系统结构和功能都相对单一，处理效率较低，存储容量较小，几乎没有用户接口。由于这种嵌入式系统使用简便。价格很低，以前在国内工业领域应用较为普遍，但是已经远远不能适应

6、高效的。需要大容量存储介质的现代化工业控制和新兴的信息家电等领域的需求。第二阶段是以嵌入式CPU为基储以简单操作系统为核心的嵌入式系统。这一阶段系统的主要特点是：CPU种类繁多，通用性比较弱；系统开销小，效率高；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。第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。这一阶段系统的主要特点是：嵌入式操作系统能运行于各种不同类型的微处理器上，兼容性好；操作系统内核精孝效率高，并且具有高度的模块化和扩展性；具备文件和目录管理。设备支持。多任务。网络支

7、持。图形窗口以及用户界面等功能；具有大量的应用程序接口(API),开发应用程序简单；嵌入式应用软件丰富。第四阶段是以基于Internet为标志的嵌入式系统，这是一个正在迅速发展的阶段。目前大多数嵌入式系统还孤立于Internet之外，但随着Internet的发展以及Internet技术与信息家电。工业控制技术等结合日益密切，嵌入式设备与Internet的结合将代表着嵌入式技术的真正未来。1.1.2嵌入式系统的技术特点和应用前景嵌入式系统主要由嵌入式处理器。相关支撑硬件和嵌入式软件系统组成，它是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”。嵌入式处理器主要由

8、一个单片机或微控制器(MCU)组成。而这些嵌入式CPU目前多是8位和16位的，与32位或64位的高性能处理器相比，具有很强