基于linux的嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)的研究new

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1、萬方數(shù)據(jù)嵌入式操作系統(tǒng)應(yīng)用中文核心期刊《微計(jì)算機(jī)信息>(嵌入式與SOC)2006年第22卷第2-2期文章編號：1∞8—峪70(2006)02-2--0078-02基于Linux的嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)的研究ResearchofBaseLinUXEmbeddedRTOS哺昌大學(xué)信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系)白小明邱桃榮Bai，XiaomingQiu，Taorong摘要：本文分析了Linu)【的特點(diǎn)、提出了對“nu】【適當(dāng)剪裁，實(shí)現(xiàn)廉價的嵌入式實(shí)際時操作系統(tǒng)的方法及要注意的問題。關(guān)鍵詞：嵌入式操作系統(tǒng)；實(shí)時內(nèi)核；RT-L

2、inux中圖分類號：TP31l文獻(xiàn)標(biāo)識碼：AAbstract：ThispaperanalysespeculiarityofLinux，expoundmeansofachievingcheapEmbeddedRTOSthroughfitnessselectandcutforLinuxandwatchfulproblem．Keywords：EmbeddedOperatingSystems；Real-timeKernel，RT-Linux1引言從上世紀(jì)八十年代開始，開始出現(xiàn)各種各樣的商用嵌入式操作系統(tǒng)，這些操作

3、系統(tǒng)大部分都是為專用或通用系統(tǒng)而開發(fā)，如Vxworks、WindowsCE、pSOS、PalmOS、OS一9、LynxOS、QNX、LYNX等，它們的優(yōu)點(diǎn)是為用戶提供良好的開發(fā)環(huán)境，提高了應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)效率，運(yùn)行效率高、實(shí)時性好，缺點(diǎn)是價格昂貴且源代碼封閉。這就不僅影響了開發(fā)者的積極性，而且使得整個產(chǎn)品的成本急劇上升。結(jié)合國內(nèi)實(shí)情，嵌入式系統(tǒng)需要的是一套高度簡練、界面友好、質(zhì)量可靠、應(yīng)用廣泛、易開發(fā)、多任務(wù)、價格低廉的實(shí)時操作系統(tǒng)。在嵌入式產(chǎn)品的開發(fā)中，有必要尋找一種廉價的嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)，以降低產(chǎn)品的

4、開發(fā)成本和系統(tǒng)復(fù)雜度。由于Linux的具備的諸多優(yōu)點(diǎn)，對Linux進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑旌笞鳛榱畠r的嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)是一個值得探討的、具有實(shí)際意義的問題。2Linux的特點(diǎn)Linux是個與生俱來的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，成熟而且穩(wěn)定。Linux是源代碼開放軟件，不存在黑箱技術(shù)，任何人都可以修改它，或者用它開發(fā)自己的產(chǎn)品。Linux系統(tǒng)是可以定制的，系統(tǒng)內(nèi)核目前已經(jīng)可以做得很小。一個帶有中文系統(tǒng)及圖形化界面的核心程序也可以做到不足1MB，而且同樣穩(wěn)定。Linux作為一種可裁減的軟件平臺系統(tǒng)，是發(fā)展嵌入式產(chǎn)品的絕佳資源，遍布

5、全球的眾多Linux愛好者又能給予Linux開發(fā)者強(qiáng)大的技術(shù)支持。因此，Linux作為廉價的嵌入式實(shí)時白小明：副教授江西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目。編號JXPNSM一0311101南昌大學(xué)2∞4年度科技基金項(xiàng)目．編號Z一02951操作系統(tǒng)的選擇，是非常有發(fā)展前途的。(1)與硬件芯片的緊密結(jié)合嵌入式Linux的一大特點(diǎn)是：與硬件芯片(如SOC等)的緊密結(jié)合。它不是一個純軟件的Linux系統(tǒng)，而比一般操作系統(tǒng)更加接近于硬件。嵌入式Linux的進(jìn)一步發(fā)展，逐步地具備了嵌入式RTOS的一切特征：實(shí)時性及與嵌入式處理器的緊

6、密結(jié)合。(2)開放的源代碼嵌入式Linux的另一大特點(diǎn)是：代碼的開放性。代碼的開放性是與后PC時代的智能設(shè)備的多樣性相適應(yīng)的。代碼的開放性主要體現(xiàn)在源代碼可獲得上，Linux代碼開發(fā)就像是”集市式”開發(fā)，任意選擇并按自己的意愿整合出新的產(chǎn)品。對于嵌入式Linux．事實(shí)上是把BIOS層的功能實(shí)現(xiàn)在Linux的driver層。目前，在Linux領(lǐng)域，已經(jīng)出現(xiàn)了專門為Linux操作系統(tǒng)定制的自由軟件的BIOS代碼，并在多款主板上實(shí)現(xiàn)此類的BIOS層功能。3RT—Linux的實(shí)現(xiàn)機(jī)理RT—Linux對Linux內(nèi)

7、核進(jìn)行改造．將Linux內(nèi)核工作環(huán)境做了一些變化．如圖1所示：中斷控制硬?Linux內(nèi)核SLinux進(jìn)程中斷控制硬件●RTLinux內(nèi)核iPx一實(shí)時◆任務(wù)LinuxJ茳程圖1RTLinux對Linux內(nèi)核改變一78—360元／年郵局訂閱號：82—946萬方數(shù)據(jù)從上圖可以看出，在Linux內(nèi)核和硬件中斷的地方。加上了一個RT—Linux內(nèi)核的控制。Linux的控制信號都要先交給RT—Linux內(nèi)核先進(jìn)行處理。在RT—Linux內(nèi)核中實(shí)現(xiàn)了一個虛擬中斷機(jī)制，Linux本身永遠(yuǎn)不能屏蔽中斷。它發(fā)出的中斷屏蔽信號

8、和打開中斷信號都修改成向RT—Linux發(fā)送一個信號。如在Linux里面使用“sti”和“cli”宏指令來屏蔽和使能中斷，是通過向x86處理器發(fā)送一個指令，而RT—Linux修改了這些宏指令，使得只是讓RT—Linux里面的某些標(biāo)記做了修改而已。對所有的中斷，分成Linux中斷和實(shí)時中斷兩類，如果RT—Linux內(nèi)核收到的中斷信號是普通Linux中斷。那就設(shè)置一個標(biāo)志位；如果是實(shí)時中斷，就繼續(xù)向硬件發(fā)出中斷。在RTLinux中