《課嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)簡介》PPT課件

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1、嵌入式系統(tǒng)AnIntroductiontoEmbeddedSystem第五課嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）簡介教師：蔡銘cm@zju.edu.cn助教：王廣輝embededsystem.cai@gmail.com浙江大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院人工智能研究所航天科技－浙江大學(xué)基礎(chǔ)軟件研發(fā)中心1課程大綱?嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)概況?嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)特點(diǎn)?嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)功能簡介?ARM-Linux嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核實(shí)驗(yàn)2背景分析早期嵌入式系統(tǒng)：硬件所限匯編語言基本不采用操作系統(tǒng)基礎(chǔ)條件成熟硬件的提升——微處理器性能提高、存儲器容量增加軟件技術(shù)快速

2、發(fā)展——編譯器、操作系統(tǒng)、集成開發(fā)環(huán)境3嵌入式操作系統(tǒng)概述－發(fā)展階段（1/4）嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展主要經(jīng)歷了以下四個(gè)階段：無操作系統(tǒng)的階段單芯片為核心具有與一些監(jiān)測、伺服、指示設(shè)備相配合的功能一般沒有明顯的操作系統(tǒng)支持通過匯編語言編程對系統(tǒng)進(jìn)行直接控制。主要特點(diǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能都相對單一，針對性強(qiáng)無操作系統(tǒng)支持幾乎沒有用戶接口4嵌入式操作系統(tǒng)概述－發(fā)展階段（2/4）簡單監(jiān)控式的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)階段以嵌入式處理器為基礎(chǔ)以簡單監(jiān)控式的操作系統(tǒng)為核心主要特點(diǎn)：處理器種類繁多，通用性比較弱；開銷小，效率高；一般配備系統(tǒng)仿真器，具有一定的兼容性和

3、擴(kuò)展性；用戶界面不夠友好，主要用來控制系統(tǒng)負(fù)載，以及監(jiān)控應(yīng)用程序運(yùn)行。八十年代初：出現(xiàn)了以VRTX(1981)、pSOS等為代表的第一代系統(tǒng)（實(shí)時(shí)內(nèi)核），提供了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)基本功能。5嵌入式操作系統(tǒng)概述－發(fā)展階段（3/4）通用的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)階段以通用型嵌入式操作系統(tǒng)為標(biāo)志的嵌入式系統(tǒng)主要特點(diǎn)：運(yùn)行在不同的微處理器具有強(qiáng)大的通用型操作系統(tǒng)的功能文件和目錄管理多任務(wù)設(shè)備驅(qū)動支持網(wǎng)絡(luò)支持圖形窗口用戶界面具有豐富的API和嵌入式應(yīng)用軟件八十年代后期到九十年代初期，出現(xiàn)以VxWorks、RTEMS、NucleusPLUS、QNX、OS

4、E為代表的第二代系統(tǒng)。6嵌入式操作系統(tǒng)概述－發(fā)展階段（4/4）二十世紀(jì)末，出現(xiàn)了以Integrity為代表的第三代系統(tǒng)，進(jìn)一步在實(shí)時(shí)性、高可靠性、高可用性等方面提供了強(qiáng)有力的支持。新一代實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的發(fā)展方向主要包括高可信、高可靠、高可用、高安全、微型化、支持多核等。近年來，出現(xiàn)了以Internet為標(biāo)志的嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)與Internet的全面結(jié)合嵌入式操作系統(tǒng)與應(yīng)用設(shè)備的無縫結(jié)合代表著嵌入式操作系統(tǒng)發(fā)展的未來新的名詞:WebOS嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)發(fā)展7典型的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)數(shù)量眾多，如：VxWorksW

5、indowsCEpSOSQNXPalmOSNucleusAndroid國產(chǎn)嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，如：HOPENDeltaOSSmartOSSZOSRT-LinuxSymbianuc/OSRTEMST-KernelIntegrityThreadX8嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)－VxWorksVxWorks操作系統(tǒng)是美國WindRiver公司于1983年設(shè)計(jì)開發(fā)的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，具有高性能、穩(wěn)定的內(nèi)核以及友好的用戶開發(fā)環(huán)境，是世界第一大嵌入式操作系統(tǒng)提供商，應(yīng)用于航空航天、工業(yè)控制、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、汽車電子等領(lǐng)域。VxWorks所具有的顯著特點(diǎn)是：

6、可靠性、實(shí)時(shí)性和可裁剪性。支持多種處理器，如x86、PowerPC、ARM、Sparc、MIPS、DSP等。經(jīng)典應(yīng)用：1997年NASA火星探路者、2007年鳳凰號火星探測器在火星沙丘前進(jìn)在火星上拍攝的日落全景9嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)－Integrity美國GreenHills公司是世界排名第二的嵌入式操作系統(tǒng)提供商，Integrity是GreenHills公司的RTOS產(chǎn)品，代表了目前最先進(jìn)的RTOS技術(shù)，被NASAJPL選中用于測試在太空中的新技術(shù)。分為普通EmbeddedRTOS和關(guān)鍵應(yīng)用中使用的DO-178B實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)兩類。

7、系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢突出內(nèi)核服務(wù)優(yōu)化，系統(tǒng)調(diào)用的開銷降至最小。復(fù)雜的系統(tǒng)調(diào)用可以被搶占。系統(tǒng)的調(diào)度器是一個(gè)真正的實(shí)時(shí)調(diào)度器。具有快速中斷處理能力，內(nèi)核從不阻塞某些中斷。具有一流的集成開發(fā)環(huán)境MULTI?支持。10嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)－WindowsEmbeddedMicrosoft公司針對針對PDA、PocketPC、移動電話、小型終端設(shè)備提供的操作系統(tǒng)。用戶開發(fā)環(huán)境、接口API、系統(tǒng)界面等與Windows相似，因而具有較多的應(yīng)用。1996-卡西歐蛤殼式PDA(WinCE1.0)2006年1996年2003年11開源的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)－嵌

8、入式Linux嵌入式系統(tǒng)追求數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化，要求系統(tǒng)必須是開放的、提供標(biāo)準(zhǔn)的API，并能夠方便地與眾多第三方軟硬件溝通。尤其是處于核心地位的操作系統(tǒng)。Linux是開放源碼的，不存在黑箱技術(shù)，遍布全球的眾多Linux愛好者是其開發(fā)的強(qiáng)大技術(shù)后