嵌入式系统的发展分为无操作系统阶段、简单操作系统阶段、实时操作系统阶段、面向Internet四个阶段。无操作系统阶段 第一阶段是以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统,具有与监测、伺服、指示设备相配合的功能。
硬件内容包括信号处理器、存储器、通信模块等在内的多方面的内容。相比于一般的计算机处理系统而言,嵌入式系统存在较大的差异性, 它不能实现大容量的存储功能,因为没有与之相匹配的大容量介质,大部分采用的存储介质有E-PROM、EEPROM DENG等, 软件部分以API编程接口作为开发平台的核心。
这一阶段嵌入式系统的主要特点是:出现了大量高可靠、低功耗的嵌入式CPU(如Power PC等),各种简单的嵌入式操作系统开始出现并得到迅速发展。此时的嵌入式操作系统虽然还比较简单,但已经初步具有了一定的兼容性和扩展性,内核精巧且效率高,主要用来控制系统负载以及监控应用程序的运行。
嵌入式系统发展阶段依次为:无操作系统阶段、简单的操作系统阶段、实时操作系统阶段、面向internet阶段。
嵌入式微处理器诞生于20世纪70年代末,其间经历了SCM、MCU、网络化、软件硬化四大发展阶段。SCM阶段:即单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)阶段,主要是单片微型计算机的体系结构探索阶段。Zilog公司Z80等系列单片机的“单片机模式”获得成功,走出了SCM 与通用计算机完全不同的发展道路。
历史与现状 虽然嵌入式系统是近几年才开始真正风靡起来的,但事实上嵌入式这个概念却很早就已经存在了,从上个世纪70年代单片机的出现到今天各种嵌入式微处理器、微控制器的广泛应用,嵌入式系统少说也有了近30年的历史。
1、Linux Linux是一种开源的嵌入式操作系统,广泛应用于各种嵌入式设备中。它具有强大的稳定性和良好的可移植性,能够支持多种硬件平台。此外,Linux具有丰富的软件资源和强大的网络功能,可以满足各种复杂的嵌入式应用需求。
2、常见的嵌入式操作系统有WINDOWS CE、iOS、Linux、Android、FreeRTOS。WINDOWS CE,WINDOWS CE是微软开发的一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统,是基于掌上型电脑类的电子设备操作系统。Windows CE具有模块化、结构化和基干Win32应用程序接日以及与处理器无关等特点。
3、FreeRTOS:FreeRTOS是一个小型的实时操作系统,专为嵌入式系统设计。它轻量、可裁剪,适用于资源受限的嵌入式系统,是一种常见的选择。MicriumOS:MicriumOS是一个实时操作系统,提供了多种组件,如文件系统、通信协议栈等。它适用于多种硬件平台,包括微处理器和微控制器。
4、实时操作系统(RTOS):实时操作系统是嵌入式系统中最常用的操作系统之一。它专注于处理实时数据流和任务,确保系统在特定时间内完成任务。一些常见的实时操作系统包括FreeRTOS、VxWorks、RTOS-32等。嵌入式Linux:Linux内核经过裁剪和优化,被用于嵌入式系统,形成嵌入式Linux。
5、现在目前主流常见的四种嵌入式操作系统分别是VxWorks、Windows CE、μC/OS-Ⅱ、嵌入式Linux,它们各自拥有各自的优缺点。(1)VxWorks 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(RTOS),是Tornado嵌入式开发环境的关键组成部分。
6、从应用角度可分为通用型嵌入式操作系统和专用型嵌入式操作系统。常见的通用型嵌入式操作系统有Linux、VxWorks、WindowsCE.net等。常用的专用型嵌入式操作系统有SmartPhone、PocketPC、Symbian等。按实时性可分为两类:实时嵌入式操作系统主要面向控制、通信等领域。
1、硬实时系统有一个刚性的、不可改变的时间限制,它不允许任何超出时限的错误。超时错误会带来损害甚至导致系统失败、或者导致系统不能实现它的预期目标。软实时系统的时限是一个柔性灵活的,它可以容忍偶然的超时错误。失败造成的后果并不严重,仅仅是轻微的降低了系统的吞吐量。
2、硬实时任务是指系统必须满足任务对截止时间的要求,否则可能出现难以预测的结果。举例来说,运载火箭的控制等。软实时任务是指它的截止时间并不严格,偶尔错过了任务的截止时间,对系统产生的影响不大。举例:网页内容的更新、火车售票系统。
3、实时操作系统是保证在一定时间限制内完成特定功能的操作系统。实时操作系统有硬实时和软实时之分,硬实时要求在规定的时间内必须完成操作,这是在操作系统设计时保证的;软实时则只要按照任务的优先级,尽可能快地完成操作即可。我们通常使用的操作系统在经过一定改变之后就可以变成实时操作系统。
4、●可裁剪性。嵌入式操作系统运行的硬件平台多种多样,其宿主对象更是五花八门,所以要求嵌入式操作系统中提供的各个功能模块可以让用户根据需要选择使用,即要求它具有良好的可裁剪性。●高可靠性。