一 嵌入式操作系統(tǒng)簡介

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1、摘要隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)被逐步應(yīng)用到諸如工業(yè)控制，汽車電子設(shè)備，移動通信設(shè)備，PDA，GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)和信息家電等社會各行各業(yè)之中，現(xiàn)在已經(jīng)成為信息發(fā)展的主流技術(shù)之一，在國民經(jīng)濟發(fā)展中起著舉足輕重的作用。由于信息化的普及，家庭中的電腦、信息家電、通信終端越來越多，使用管理它們也變得越來越麻煩。如何更有效地發(fā)揮這些設(shè)備的作用，提高居家生活的智能化和方便性，如何更便利的互聯(lián)和協(xié)同工作，已成為現(xiàn)代人生活乃至辦公的重要問題。這些問題的出現(xiàn)導(dǎo)致了家庭網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，家體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)成為各大IT企業(yè)研究開發(fā)的重點。本論文分析了家庭網(wǎng)絡(luò)和信息家電的發(fā)展情況，

2、以實用、簡便為原則設(shè)計了一個家庭網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。此系統(tǒng)以ARM7的S3C44B0X開發(fā)板為硬件平臺，以uClinux作為嵌入式操作系統(tǒng)，實現(xiàn)對家庭網(wǎng)絡(luò)中的信息家電進(jìn)行監(jiān)控，使用戶能夠了解家庭中信息家電的工作狀況，對信息家電進(jìn)行控制，來達(dá)到對信息家電有效管理、方便用戶使用家中的家電的目的。論文中家庭網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)主要由web服務(wù)器、家庭網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和家庭網(wǎng)絡(luò)組成，實現(xiàn)家電控制、狀態(tài)查詢、信息家電狀態(tài)報告、注冊、注銷、統(tǒng)一開關(guān)機等功能。本設(shè)計的家庭網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)由于使用了RS485總線式網(wǎng)絡(luò)來組建家庭網(wǎng)絡(luò)，使得該系統(tǒng)組網(wǎng)方便，在價格上有一定優(yōu)勢，而且硬件是基于ARM

3、開發(fā)板平臺，體積較小，所設(shè)計的家庭網(wǎng)絡(luò)協(xié)議很好的滿足了家庭網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控需求，協(xié)議也很簡單，處理方便。由于此家庭網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了家電注冊、注銷功能，使得該系統(tǒng)能夠及時檢測到家庭網(wǎng)絡(luò)中的家電的增減情況。總之，本家庭網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)體積小、簡單、經(jīng)濟、多功能，方便家庭網(wǎng)絡(luò)中信息家電的增減，具有較高的實用價值，適合于普通百姓家庭之中使用。一嵌入式操作系統(tǒng)簡介（一）嵌入式操作系統(tǒng)概述1．嵌入式系統(tǒng)的基本概念嵌入式系統(tǒng)(EmbeddedSystems)是根據(jù)應(yīng)用的要求，將操作系統(tǒng)和功能軟件集成于計算機硬件系統(tǒng)之中，從而實現(xiàn)軟件與硬件一體化的計算機系統(tǒng)。一般的說，凡是帶有微

4、處理器的專用軟硬件系統(tǒng)都可以稱為嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計算機系統(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)以及用戶的應(yīng)用程序等四個部分組成，用于實現(xiàn)對其他設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能。嵌入式系統(tǒng)一般指非PC系統(tǒng)，它包括硬件和軟件兩部分。硬件包括處理器／微處理器、存儲器及外設(shè)器件和I／O端口、圖形控制器等。軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件（OS）（要求實時和多任務(wù)操作）和應(yīng)用程序編程。有時設(shè)計人員把這兩種軟件組合在一起。應(yīng)用程序控制著系統(tǒng)

5、的運作和行為；而操作系統(tǒng)控制著應(yīng)用程序編程與硬件的交互作用。2．嵌入式系統(tǒng)的特點嵌入式計算機系統(tǒng)同通用型計算機系統(tǒng)相比具有以下特點:第一、嵌入式系統(tǒng)通常是面向特定應(yīng)用的嵌入式CPU,工作在為特定用戶群設(shè)計的系統(tǒng)中,具有低功耗、體積小、集成度高等特點,能夠把通用CPU中許多由板卡完成的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部。為提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性,嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲器芯片或單片機本身中,設(shè)計趨于小型化,移動能力大大增強,和網(wǎng)絡(luò)的耦合越來越緊密。第二、嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計算機技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物。第三、嵌入式系統(tǒng)本身

6、不具備自主開發(fā)能力,必須有一套開發(fā)工具和環(huán)境才能進(jìn)行開發(fā);嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率地設(shè)計,量體裁衣、去除冗余,力爭在同樣的硅片面積上實現(xiàn)更高的性能。由于嵌入式系統(tǒng)有其獨特的特點,因此,在開發(fā)過程中,根據(jù)實際情況,在設(shè)計和實現(xiàn)上采取合適的措施,以滿足實際應(yīng)用的要求。（二）嵌入式Linux系統(tǒng)分析Linux作為一個典型的現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)型操作系統(tǒng)，其中所涉及到的技術(shù)實現(xiàn)涵蓋了操作系統(tǒng)技術(shù)的最新成果。Linux正在嵌入式開發(fā)領(lǐng)域穩(wěn)步發(fā)展，這是因為Linux源代碼開放并遵循GPL（GNUPublicLicense），所以任何對將Linux定制于PDA或者其他手

7、持設(shè)備感興趣的人都可以從因特網(wǎng)免費下載其內(nèi)核和應(yīng)用程序，并開始移植、裁剪和開發(fā)。同時，不同的Linux的改良版本也迎合了嵌入式和實時的應(yīng)用。由于它是開放源碼的，全世界很多科學(xué)技術(shù)人員在不斷對它完善的同時，還增加了越來越多的新功能。它同時也是一個多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)，支持分時處理和軟實時處理，并帶有模塊加載/卸載機制，具有很好的定制特性。Linux作為一個現(xiàn)代操作系統(tǒng)的典型實現(xiàn)，可以說是一個計算機業(yè)與時俱進(jìn)的產(chǎn)物，它不斷更新，不斷完善，其新功能的加入和完善速度超過了現(xiàn)今世界任何一種操作系統(tǒng)。功能的不斷增加和完善，靈活多樣的實現(xiàn)，可定制的特性、開放源碼等，使

8、得它的應(yīng)用日益廣泛，大到服務(wù)器和計算機集群，小到手機和控制器，可以說是無處不見。