我要投搞

标签云

收藏小站

爱尚经典语录、名言、句子、散文、日志、唯美图片

当前位置:六合特码 > 多处理器调度 >

基于世界目前上三种通用的嵌入式操作系统分析比较研究

归档日期:06-13       文本归类:多处理器调度      文章编辑:爱尚语录

  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。作为嵌入式系统的重要组成部分,嵌入式操作系统 EOS(Embedded Operam)是随着嵌入式系统的发展而出现的,是嵌入式系统发展到一定阶段的产物。嵌入式操作系统的出现,大大提高了嵌入式系统的开发效率,同时也促进了嵌入式的发展。

  嵌入式操作系统并不是简单嵌入的操作系统,它除了具有通用操作系统的基本特点外,在小巧、实时性、可装卸、可固化代码、强稳定性、弱交互性、具备统一接口等方面有突出的特点。 2三种典型 EOS分析

  作为在嵌入式操作系统市场通用的三种系统,Linux、VxWorks 、Windows CE在实时性、内核大小、调度算法、通信能力和开发环境等方面都有自己的特点,下面就对这几种系统的特点做一分析。

  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,依据其良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境,在嵌入式实时操作系统领域占据一席之地。它以其良好的可靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中,如卫星通讯、军事演习、弹道制导、飞机导航等。应用实例包括美国的 F-16、FA-18战斗机、B-2 隐形轰炸机、火星探测器、爱国者导弹等。

  1)高实时性实时性是指能够在限定时间内执行完规定的功能并对外部的异步事件作出响应的能力。实时性的强弱是以完成规定功能和作出响应时间的长短来衡量的。

  VxWorks 的实时性做得非常好,其系统本身的开销很小,进程调度、进程间通信、中断处理等系统公用程序精练而有效,它们造成的延迟很短。 VxWorks 的任务调度策略以可抢占式调度( PreempTIve Priority Scheduling)为基础,辅以时间轮转调度算法( Round-Robin Scheduling)机制。这一调度算法使得 VxWorks 能够及时响应高优先级的任务。而同级任务间则可选择时间片轮转法使多个同优先级的任务并发执行。

  2)可裁剪性 VxWorks的可裁剪性,可以使开发者根据自己应用程序的需要来选择操作系统中部件,用户没用到的功能模块都可以去掉。

  VxWorks 由一个体积很小的内核及一些可以根据需要进行定制的系统模块组成。 VxWorks 内核最小为 8kB,即便加上其它必要模块,所占用的空间也很小,且不失其实时、多任务的系统特征。由于它的高度灵活性,用户可以很容易地对这一操作系统进行定制或作适当开发,来满足自己的实际应用需要。

  VxWorks的开发环境 Tornado是一个友好的开发环境,它可以运行在多种主机上,包括 Sun、HP、Dec、MIPS等,主机的操作系统则支持 Unix、Windows NT等。系统使用的流行图形界面方便使用者较快地理解和掌握。 VxWorks支持应用程序的动态链接和动态下载,使开发者省去了每次调试都将应用程序与操作系统内核进行链接和下载的步骤,缩短了编辑调试的周期。而 VxWorks具有的可视化图形界面的调试工具,也很大程度地方便了开发者的调试工作。

  Windows CE(下称 Wince)是微软开发的一个源码开放的、紧凑的、高效和可扩展的操作系统,适用于各种嵌入式系统和产品。它拥有多线程、多任务、确定性的实时、完全抢先式优先级的操作系统环境,专门面向只有有限资源的硬件环境。同时,它的模块化设计方式使得系统开发人员和应用开发人员能够为多种多样的产品来定制它,例如手持电脑、专用的工业控制器以及消费用电子产品等。

  Wince除了具有 Windows系统的许多共性外,又具有嵌入式系统所要求的实时性、内存小等特性。同时 Embedded VisualC++给嵌入式系统应用程序的开发提供了极大的方便。因此,利用 Wince开发嵌入式系统或装置不仅可以获得最好的性能,而且可以缩短开发周期和降低技术风险。

  Wince的实时性支持包括以下内容:支持嵌套的中断,这可以让高优先级的中断立即被响应;更好的线程响应,高优先级的中断服务线程调度延迟的上限更加紧了,这可以让开发人员知道线程调度转换发生的时间,通过提高监视和控制硬件的能力开发新的嵌入式应用程序;更多的优先级别, 256个优先级别给予开发人员更大的灵活性来控制嵌入式系统的调度;以及更好的控制,对线程时间片级的控制可以支持对调度机制更大的控制。

  WinCE的内核可以很小,最小内核可以不足 350kB,因为系统的大部分功能都在各自的功能模块中实现。不过,它是 WinCE操作系统线类功能,即处理器调度、内存管理、异常处理、系统内的通信机制、为其他部分提供核心调用例程、为系统范围内的调试提供支持。

  Wince对通信的支持是十分灵活的,可完成的通信任务包括:从网络或台式机下载文件;基于Wince的设备之间的信息交换;发送和接收电子邮件;向服务器发送数据;浏览Internet;阅读条形码等。为了实现这些不同的通信要求,Wince能支持多种通信硬件,如串行电缆、红外收发器,无线收发器、调制解调器和条形码阅读器等。 Wince支持两种基本的通信技术:串行通信和网络通信。

  有了这些 API,开发者就能利用大量其他的编程资源、工具、软件例子以及文档来进行开发工作,降低了培训成本,缩短了进入市场的时间。

  Wince的模块化设计使得它能够在大量的平台上定制使用,开发者可以使用满足平台系统需求的最小软件模块和组件集合来设计嵌入式系统平台,从而使内存用量最小并最大可能地提供操作系统的性能。

  Linux是 Unix操作系统的克隆,可以免费使用,遵循 GPL声明,可以自由修改和传播,是一个自由的操作系统。Linux起源于芬兰一个名为 Linus Torvalds的业余爱好,但是现在已经是最为流行的一款开放源代码的操作系统。从 1991年问世到现在, Linux已发展成为一个功能强大、设计完善的操作系统,不仅能够运行于 PC平台,还在嵌入式系统方面大放光芒,这与 Linux具有的良好特性是分不开的。简单的说,嵌入式 Linux操作系统具有以下主要特性:

  3)良好的可移植性。可移植性是指将操作系统从一个平台转移到另一个平台使它仍然能按其自身的方式运行的能力。Linux是一种可移植的操作系统,为运行 Linux的不同计算机平台与其他任何机器进行准确有效的通信提供了手段,不需要另外增加特殊的通信接口。

  5)不仅可以运行许多自由发布的应用软件,还可以运行许多商品化的应用软件。目前有越来越多的应用程序厂商支持 Linux,而且通过各种仿真软件, Linux系统还可以运行许多其他操作系统的应用软件,如 Windows等。

  6)可靠的系统安全。 Linux采取了许多安全技术措施,包括对读、写进行权限控制、带保护的子系统、审计跟踪、核心授权等,这为网络多用户环境中的用户提供了必要的安全保障。

  7)强大的网络功能。 Linux诞生、成长于网络,自身的网络功能相当强大,具有内置的 TCP/IP协议栈,可以提供 FTP、PPP、Telnet、服务;同时还可以通过应用程序向其他系统提供服务,例如向其他 Windows用户提供类似于网络邻居的 Samba文件服务。

  9)针对嵌入式的存储方案,提供实时版本如 RT Linux和完善的嵌入式解决方案。完善的中文支持,强大的技术支持,完整的文档。 3三种嵌入式操作系统的比较

  VxWorks作为嵌入式实时操作系统,其在通信、国防和工业上的应用有着很大的优势,但是其昂贵的费用也一定程度上使用户望而却步。我们从下面六个方面对 Linux和 VxWorks进行比较。

  VxWorks实时性在三种操作系统中是最强的,Linux的实时性需要改进,可用 RT-Linux及 RTAI等模块弥补。

  2)内核大小VxWorks内核最小为 8kB,即便加上其它必要模块,所占用的空间也很小,Linux核心从几十 KB到500KB。整个嵌入式环境最小才 100KB左右,并且以后还将越来越小。

  1 )购买费用 Linux是免费的,可以从网上下载内核,而VxWorks必须购买,且价格不菲。

  Linux有全世界的自由软件开发者提供支持,而 VxWorks由开发商一家提供有限的技术支持。

  Linux比较容易,代码开放,有许多应用软件支持,而 VxWorks因为许多是封闭系统,所以应用软件移植方面较差。

  由于 Linux内核结构及功能等原因,嵌入式Linux 应用领域非常广泛,特别适于进行信息家电的开发,VxWorks作为嵌入式实时操作系统,其在通信、国防和工业上的应用有着很大的优势。

  Linux与嵌入式 Wince的比较 Linux与 Wince在实际的嵌入式系统应用上有各自的优势,下面从九个方面对它们进行比较:

  Linux是开放源代码的,不在存黑箱技术,遍布全球的众多 Linux爱好者都是 Linux开发者的强大技术支持者,Linux的源代码随处可得,注释丰富,文档齐全,易于解决各种问题;而 Windows CE是非开放性OS,使第三方很难实现产品定制。

  Linux的内核小、效率高;而 Windows CE在这方面是笨拙的,占用过多的RAM,应用程序庞大。

  Linux是开放源代码的OS,在价格上极具竞争力,适合中国国情。Windows CE的版权费用是厂家不得不考虑的因素。

  Linux不仅支持 x86芯片,还是一个跨平台的系统。到目前为止,它可以支持20~30种CPU。

  Linux内核的结构在网络方面是非常完整的,它提供了对包括十兆位、百兆位及千兆位的以太网络,还有无线网络、Token ring(令牌环)和光纤甚至卫星的支持。

  Linux在内核结构的设计中考虑适应系统的可裁减性的要求,Windows CE在内核结构的设计中并未考虑适应系统的高度可裁减性的要求。

  2 )调试工具 Linux调试工具不全,调试不太方便,尚没有很好的用户图形界面。

  嵌入式 Linux占用较大的内存,当然,人们可以去掉部分无用的功能来减小使用的内存,但是如果不仔细,将引起新的问题。

  随着嵌入式系统应用的持续升温,嵌入式操作系统得到了蓬勃发展,Linux、Wince、VxWorks这三种嵌入式操作系统也凭借着自身的特点,不同的用途在嵌入式市场上各显神通。在中国,嵌入式操作系统可分为两大类型:一类是自主版权的操作系统,如“女娲Hopen”、桑夏2000、DeltaOS操作系统等,另一类是基于 Linux的操作系统。近年来,嵌入式 Linux在中国发展很快,其中,中软Linux、红旗Linux、东方 Linux是业界的代表。如今嵌入式操作系统尚未形成统一的国际标准,而 Linux凭借着源代码的开放性,众多的技术支持,低廉的价格等一系列特征为我们开发国产的嵌入式操作系统提供了方便,因此,我国本土的操作系统也有机会在这个未成熟的市场上与国外抗衡,占领越来越多的市场份额。

  本文创新点:本文研究的是基于世界目前上三种通用的嵌入式操作系统,关于它们各自的特点以及应用的场合在国内国外的研究已经非常成熟,但是将三种系统进行比较从而使人更好地对嵌入式操作系统的选择有个清晰的了解则很少人对此进行研究,本文正是基于这点不足而进行的。

  在Internet的日益普及,信息共享程度的不断提高的今天,人们的工作和生活方式已经有了革命性的改变...

  为了保护数据不被泄漏,我们使用软件和硬件防火墙来限制外部未经授权的访问,但是数据泄露也可能发生在内部...

  硬盘的历史中,以往并行接口的 IDE 硬盘已经逐渐退出市场,而 SATA 串行机械硬盘,目前已是主流...

  新的内核总是会定期发布出来,但是其实大家并不是十分了解内核是如何被深入测试的。那么这里可以提前告诉大...

  作者十年来做过小的嵌入式系统,大的电信系统以及基于web的系统。使用过C ++,Ruby,Java和...

  下面给大家推荐几个我用过的,并且特别好用的项目,而不是简单的贴一下awesome python。相信...

  对于嵌入式系统来讲,嵌入式软件相当于嵌入式系统的灵魂,整个嵌入式系统如何工作,都是由嵌入式软件来控制...

  作为嵌入式工程师,写一个效率高效,思路清晰的C语言程序是我们的终极目标,那么,怎么才能写好这样的程序...

  1、内存管理我们需要知道——变量,其实是内存地址的一个抽像名字罢了。在静态编译的程序中,所有的变量名...

  单片机和嵌入式,其实没有什么标准的定义来区分他们,对于进行过单片机和嵌入式开发的开发者来说,都有他们...

  嵌入系统开发已经趋于规范化,但是嵌入式系统的开发并不像在普通PC机上进行软件开发那样容易,它同样需要...

  可以看到,测试所使用的机器配置十分强劲,英特尔酷睿 i7 5775C 仍然是强大的 CPU,特别是其...

  做电子硬件开发,常常要为设计一个良好的用户界面(UI)伤透脑筋。因为界面开发是个细致活,设计一个界面...

  Cortex-M这类微控制器编程通常采用C代码,那么编程人员如何编写代码才能让C编译器产生高质量底层...

  Anaflash(加利福尼亚州圣何塞)是一家初创公司,它开发了一种测试芯片,用于演示在逻辑兼容的嵌入...

  时光倒退二十年,彼时不可一世的微软将开源软件视为眼中钉肉中刺,甚至吐槽其是知识产权的癌症。如今,从“...

  近年来,以PC机为代表的通用计算机系统在硬件和软件方面都取得了飞速的发燕尾服,处理器的运算速度已经达...

  嵌入式工业控制机特指深藏于工业系统内部,完成一种或多种特定工业任务的计算机。一个成功的工控机要具有开...

  在2009年英特尔大学峰会上,记者遇到一位厦门大学通信工程系教师,他表示他们一直都对英特尔的嵌入式产...

  AMD 7nm Zen2处理器预计将在明年一季度大规模上市,其中第二代EPYC霄龙先行,随后是消费级...

  未来,嵌入式发展趋势将会不断提高技术门槛、产品开发周期不断压缩、向智能系统演变、向成体系系统演变、嵌...

  嵌入式计算已经笑傲江湖多年,然而,最近它的地位似乎正在受到某种撼动。全球最大的开源基金会——Apac...

  首先,新版本更新了Prismatic(3D网页内容库),开发人员可以自定义何时进入和移出3D模型,并...

  我今天写了一个小小的python程序,可以在完全不看源代码的情况下,分析a如果调用b.so的时候,会...

  Make可以从一个名为Makefile的文件中获得如何构建程序的知识,该文件列出了每个非源文件以及如...

  嵌入式工控机最主要的特点就是抗潮抗高温,适应环境能力强,所以他可以适用于各种设计,工业的场合,他大大...

  试想一下,若智能手机还用台式电脑的CPU,那终成型产品得有几十斤,那样的手机还有人买吗?因此嵌入式系...

  作为一名在嵌入式行业摸爬滚打许久的老鸟,回想自己的经历之路,那么漫长可又仿佛近在眼前。随着学生的日益...

  奇趣科技公司日前宣布与日本主要的嵌入式系统集成商Nissin达成合作协议,携手为日本市场提供基于的嵌...

  已有几家初创企业在开发专门的机器学习芯片,但上述这些应用不仅仅要集成机器学习,还有计算机视觉,传感器...

  SoC和MCU需要外部电路实现电源管理、人机接口或连接传感器。因此,设计中几乎总是需要比较器、运算放...

  本文用off-cpu火焰图分析一个程序的延迟(主要在拿锁上),找出来瓶颈,并消除该瓶颈的故事。本文非...

  我这个专业没学过C++,一开始不知道什么是向对象,什么叫面向过程,这可能让大家笑话了。不过这说的是实...

  在固态硬盘的发展过程中,Trim指令起了很大的作用。如果不是它的出现,我们现在使用的固态硬盘性能都会...

  Boot中包含了CPU的初始化代码,Memory与外围接口的初始化代码,随后会回引系统(OS),最后...

  从和林总的谈线年就已经研发成功物联网操作系统,在大多数企业对物联网还没有...

  我是学物联网工程的,在学校编程和嵌入式都有学习,前段时间集中实践发现自己对嵌入式挺感兴趣的,但身边从...

  现今对电子系统设备性能的要求越来越高,在权衡电子系统的性能和功耗时,电子系统的性能往往得到更多的重视...

  近年来,嵌入式工控机在工控机的应用中日趋成熟,开始在一些领域取代传统工控机。

  IP供应商力旺电子极力布局车用电子市场,提出可编写次数超过50万次的嵌入式EEPROM(电子抹除式可...

  领先的嵌入式分析技术供应商UltraSoC与领先的实时操作系统软件跟踪工具专业厂商Percepio ...

  对于嵌入式系统来讲,嵌入式软件相当于嵌入式系统的灵魂,整个嵌入式系统如何工作,都是由嵌入式软件来控制...

  本项目开发了一种家庭设备控制平台,提供家庭环境的实时监控功能(温度、湿度、火灾报警),提供安防功能(...

  IMEC进行了设计技术协同优化(DTCO),以确定5nm节点上STT-MRAM单元的要求和规格,并得...

  出入口系统作为众多场景的人、物控制端口,其智能化程度往往决定整体系统的运行效率和安全度,在控制人流、...

  ibm日前发布了其嵌入式viavoice4.4软件包,其中采用了任意指令识别和一种创新的语音识别技术...

  面对缤纷多彩的 MCU 世界,如何在新品设计,老产品更新换代中正确的选择芯片和供应商将是要面临的一个...

  本小节讲述为什么使用 CPI 分析程序性能的意义。如果已经非常了解 CPI 对分析程序性能的意义,可...

  大家在学习计算机的时候,对于最常用的几个端口比如80端口肯定有很深的印象,但是对于其他一些不是那么常...

  Linux上的文件以.开头的文件被系统视为隐藏文件,仅用ls命令是看不到他们的,而用ls -a除了显...

  在本文档中,我会介绍一些针对 top 工具(也就是命令行任务管理器程序)的替代方案。

  TI AM437x高性能处理器基于ARM Cortex-A9内核。 这些处理器通过3D图形加速得到增强,可实现丰富的图形用户界面,还配备了协处理器,用于进行确定性实时处理(包括EtherCAT,PROFIBUS,EnDat等工业通信协议)。该器件支持高级操作系统(HLOS)。基于Linux的® 可从TI免费获取。其它HLOS可从TI的设计网络和生态系统合作伙伴处获取。 这些器件支持对采用较低性能ARM内核的系统升级,并提供更新外设,包括QSPI-NOR和LPDDR2等存储器选项。 这些处理器包含功能方框图中显示的子系统,并且后跟相应的“说明”中添加了更多信息说明。 处理器子系统基于ARM Cortex-A9内核,PowerVR SGX图形加速器子系统提供3D图形加速功能以支持显示和高级用户界面。 可编程实时单元子系统和工业通信子系统(PRU-ICSS与ARM内核分离,允许单独操作和计时,以实现更高的效率和灵活性.PRU-ICSS支持更多外设接口和EtherCAT,PROFINET,EtherNet /IP,PROFIBUS,以太网Powerlink,Sercos,EnDat等...

本文链接:http://ticketsareus.net/duochuliqidiaodu/695.html