VxWorks具有可裁剪微內核結構;高效的任務管理;靈活的任務間通訊;微秒級的中斷處理;支持POSIX 1003.1b實時擴展標準;支持多種物理介質及標準的、完整的TCP/IP網絡協議等。
然而其價格昂貴。由于操作系統本身以及開發環境都是專有的,價格一般都比較高,通常需花費10萬元人民幣以上才能建起一個可用的開發環境,對每一個應用一般還要另外收取版稅。一般不通供源代碼,只提供二進制代碼。由于它們都是專用操作系統,需要專門的技術人員掌握開發技術和維護,所以軟件的開發和維護成本都非常高。支持的硬件數量有限。
(二)Windows CE
Windows CE與Windows系列有較好的兼容性,無疑是Windows CE推廣的一大優勢。其中WinCE3.0是一種針對小容量、移動式、智能化、32位、了解設備的模塊化實時嵌人式操作系統。為建立針對掌上設備、無線設備的動態應用程序和服務提供了一種功能豐富的操作系統平臺,它能在多種處理器體系結構上運行,并且通常適用于那些對內存占用空間具有一定限制的設備。它是從整體上為有限資源的平臺設計的多線程、完整優先權、多任務的操作系統。它的模塊化設計允許它對從掌上電腦到專用的工業控制器的用戶電子設備進行定制。操作系統的基本內核需要至少200KB的ROM。由于嵌入式產品的體積、成本等方面有較嚴格的要求,所以處理器部分占用空間應盡可能的小。系統的可用內存和外存數量也要受限制,而嵌入式操作系統就運行在有限的內存(一般在ROM或快閃存儲器)中,因此就對操作系統的規模、效率等提出了較高的要求。從技術角度上講,Windows CE作為嵌入式操作系統有很多的缺陷:沒有開放源代碼,使應用開發人員很難實現產品的定制;在效率、功耗方面的表現并不出色,而且和Windows一樣占用過的系統內存,運用程序龐大;版權許可費也是廠商不得不考慮的因素。
(三)嵌入式Linux
這是嵌入式操作系統的一個新成員,其最大的特點是源代碼公開并且遵循GPL協議,在近一年多以來成為研究熱點,據IDG預測嵌入式Linux將占未來兩年的嵌入式操作系統份額的50%。
由于其源代碼公開,人們可以任意修改,以滿足自己的應用,并且查錯也很容易。遵從GPL,無須為每例應用交納許可證費。有大量的應用軟件可用。其中大部分都遵從GPL,是開放源代碼和免費的?梢陨约有薷暮髴糜谟脩糇约旱南到y。 有大量的免費的優秀的開發工具,且都遵從GPL,是開放源代碼的。有龐大的開發人員群體。無需專門的人才,只要懂Unix/Linux和C語言即可。隨著Linux在中國的普及,這類人才越來越多。所以軟件的開發和維護成本很低。優秀的網絡功能,這在Inte.net時代尤其重要。穩定——這是Linux本身具備的一個很大優點。內核精悍,運行所需資源少,十分適合嵌入式應用。
支持的硬件數量龐大。嵌入式Linux和普通Linux并無本質區別,PC上用到的硬件嵌入式Linux幾乎都支持。而且各種硬件的驅動程序源代碼都可以得到,為用戶編寫自己專有硬件的驅動程序帶來很大方便。
在嵌入式系統上運行Linux的一個缺點是Linux體系提供實時性能需要添加實時軟件模塊。而這些模塊運行的內核空間正是操作系統實現調度策略、硬件中斷異常和執行程序的部分。由于這些實時軟件模塊是在內核空間運行的,因此代碼錯誤可能會破壞操作系統從而影響整個系統的可靠性,這對于實時應用將是一個非常嚴重的弱點。
(四)μC/OS一Ⅱ
μC/OS一Ⅱ是著名的源代碼公開的實時內核,是專為嵌入式應用設計的,可用于8位,16位和32位單片機或數字信號處理器(DSP)。它是在原版本 μC/OS的基礎上做了重大改進與升級,并有了近十年的使用實踐,有許多成功應用該實時內核的實例。它的主要特點如下:
公開源代碼,容易就能把操作系統移植到各個不同的硬件平臺上;
可移植性,絕大部分源代碼是用C語言寫的,便于移植到其他微處理器上;
可固化;
可裁剪性,有選擇的使用需要的系統服務,以減少斗所需的存儲空間;
占先式,完全是占先式的實時內核,即總是運行就緒條件下優先級最高的任務;
多任務,可管理64個任務,任務的優先級必須是不同的,不支持時間片輪轉調度法;
可確定性,函數調用與服務的執行時間具有其可確定性,不依賴于任務的多少;
實用性和可靠性,成功應用該實時內核的實例,是其實用性和可靠性的最好證據。
由于μC/OS一Ⅱ僅是一個實時內核,這就意味著它不像其他實時存在系統那樣提供給用戶的只是一些API函數接口,還有很多工作需要用戶自己去完成。
五、結束語
在嵌入式應用中,使用實時操作系統(RTOS)是當前嵌入式應用的一個特點,一種趨勢,也是單片機應用從低水平向高水平的一個進步。在實際的應用中,根據不同的要求和條件選擇合適的操作系統,使開發工作更容易,設計出更完美的嵌入式系統。
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