嵌入式操作系统概述精.ppt

嵌入式操作系统概述第1页，本讲稿共20页1.Linux的诞生n1991年，芬兰赫尔辛基大学的一名学生Linus Torvaldsn中文翻译为“李纽斯托沃兹”或“李纳斯托沃兹”开发的。第2页，本讲稿共20页2.Linux相关的概念 n（1）Minixn（2）Unixn（3）共享软件n（4）自由软件（Freeware或Freesoftware）n（5）免费软件（freeware）n（6）通用软件许可证（GPL：General Public Licese）n（7）GNUn（8）LGPL（Lesser GPL）n（9）BSD第3页，本讲稿共20页3.Linux操作系统的组成及其版本 n通常讲的Linux操作系统是由Linux内核和大量的GNU软件共同组成的。n只有一个内核是不能构成一个操作系统的。n现在的linux操作系统如redhat、蓝点、红旗等，都是用Linux的内核，加上其它的应用程序构成的。n一个基本的操作系统应该包括系统内核、用户界面和应用程序三个部分。第4页，本讲稿共20页Linux内核n为了保持Linux操作系统的稳定性，Linux的内核是单独维护的，维护工作主要是由Linux内核的创始人linus带领的小组进行。n不同的操作系统提供商可以使用相同的Linux内核来构建特制的Linux操作系统，例如RedHat、红旗等，这些公司可以仅仅关注操作系统的用户界面和应用程序的设计，而不必维护Linux的内核。第5页，本讲稿共20页Linux内核版本nLinux内核是系统的核心。n目前主要由其创始人linus带领的小组维护。这个版本就是通常所讲的Linux官方版本。内核版本号由3部分构成，即主版本号、次版本号和修正号，其格式是：Linux 主版本号主版本号.次版本号次版本号.修正号修正号例如：Linux 2.4.10，主版本号是2，次版本号是4，第10次修正。n在Linux的内核版本号的命名中，还遵循一个规则，即次版本号为偶数的是稳定版本，为奇数的是发展版本。稳定版本是指内核的特性已经固定，代码运行稳定可靠，不再增加新的特性，要改进也只是修改代码中的错误。Linux 2.4.10就是一个稳定版本。第6页，本讲稿共20页Linux发行版本nLinux发行版本-完整的Linux系统版本n现在的发行Linux公司很多，如：常说的RedHat，Mandrake、Debian、红旗linux等。市场上售卖的Linux操作系统一般都是指发行版本（例如：RedHat9.0），各个公司的版本号各不相同，使用的内核版本号也可能不一样。因此，在建立桌面Linux操作系统时，除了要看发行版本号，还要看内核版本号，才能挑选到适合自己的操作系统。第7页，本讲稿共20页嵌入式Linux的开发n在进行嵌入式Linux操作系统时，不需要Linux的发行版本，而是直接选择一个linux内核版本开始自己的开发工作。第8页，本讲稿共20页4.Linux的特点 nLinux的优点 n广泛的硬件支持n内核高效稳定 n开放源码，软件丰富n优秀的开发工具n完善的网络通信和文件管理机制第9页，本讲稿共20页Linux的待改进之处n提高系统实时性 n改善内核结构 n完善集成开发平台 第10页，本讲稿共20页5.嵌入式Linux的概念 n嵌入式Linux(Embeded Linux)是指对Linux内核版本经过重新编译、配置，对其应用程序经过小型化裁剪后，生成的应用于特定嵌入式场合的专用Linux操作系统。嵌入式Linux和普通Linux的共同点是采用了相同的Linux内核。第11页，本讲稿共20页LINUX下的硬盘分区与文件系统下的硬盘分区与文件系统 n但对Linux用户来说无论有几个分区，分给哪一目录使用，它归根结底就只有一个根目录，一个独立且唯一的文件结构。nLinux中每个分区都是用来组成整个文件系统的一部分，因为它采用了一种叫“载入”的处理方法，它的整个文件系统中包含了一整套的文件和目录，且将一个分区和一个目录联系起来。这时要载入的一个分区将使它的存储空间在一个目录下获得。第12页，本讲稿共20页嵌入式linux的开发 n在构建嵌入式Linux操作系统时，可以有两种基本的方式，一是基于通用的Linux内核，对其进行配置、编译、裁剪等工作，最终生成自己的嵌入式Linux操作系统。n另一种方式是基于专用的Linux内核，对其进行配置、编译、裁剪等工作，最终生成自己的嵌入式Linux操作系统。专用的Linux内核是指在通用的Linux基础上根据不同的嵌入式应用已经被修改过的内核，例如常见的uClinx、RTLinux、Elinux等，n这两种构建方式的过程是基本一样的，区别仅仅是其采用的Linux内核不同而已。下面来讲讲常用的嵌入式Linux内核第13页，本讲稿共20页6.嵌入式linux操作系统介绍 nuCLinux nRTLinux nDSPLinux 第14页，本讲稿共20页uCLinuxnuCLinux是一个完全符合GNU/GPL公约的操作系统，完全开放代码，现在由Lineo公司支持维护。uCLinux的发音是“you-see-Linux”,它的名字来自于希腊字母“mu”和英文大写字母“C”的结合。“mu”代表“微小”之意，字母“C”代表“控制器”，所以从字面上就可以看出它的含义，即“微控制领域中的Linux系统”。nuCLinux是专门为没有MMU（Memory Management Unit，内存管理单元）的CPU运行Linux而设计。第15页，本讲稿共20页uCLinux第16页，本讲稿共20页uCLinuxnuCLinux主要具有以下特性：n（1）不支持MMU和VM(虚拟内存)n（2）实时性的支持nuCLinux本身并不支持实时性，目前存在两种不同的方案提供uCLinux对实时性的支持，它们分别是RTLinux(RTL)和RTAI(Real Time Application Interface)。有了这两种方案，uCLinux可以应用到对实时性要求较高的场合。n（3）开发工具n开发uCLinux通常用标准的GNU工具链。经过修改的工具链支持一些高级特性，比如XIP(Execute-In-Place)技术，共享库支持等。n（4）适用的微控制器：n（5）与标准Linux的兼容性nuCLinux除了不能实现fork()而是使用vfork()外，其余uCLinux的API函数与标准Linux的完全相同。n（6）网络的支持nuCLinux带有一个完整的TCP/IP协议，同时它还支持许多其它网络协议。uCLinux 对于嵌入式系统来说是一个网络完备的操作系统。n（7）应用领域第17页，本讲稿共20页RTLinuxnRTLinux用巧妙的技术解决了Linux的实时性问题题，实现了对实时的支持。为了保持Linux内核版本的一致性，RTLinux没有采用重写Linux内核代码的方法来解决Linux实时性能不佳的问题，而是采用了更简单而有效的解决方法。即采用双内核的方法，RTLinux内部使用两个内核，一个采用可抢先的实时调度核心，全面接管中断，另外一个就是普通的Linux内核，这个内核作为实时核心的一个优先级最低的进程运行。当有实时任务需要处理时，RTLinux运行实时任务；无实时任务时，RTLinux运行Linux的非实时进程。第18页，本讲稿共20页RTLinux第19页，本讲稿共20页DSPLinuxnDSPLinux是由RidgeRun公司为美国德州仪器公司(TI)所出产的DSC2x系列DSP 所开发的嵌入式操作系统。TI DSC2x系列产品内部有ARM和DSP两颗CPU，属于多CPU的架构系统。DSPLinux是由uCLinux修改而来的，它们的最大的不同在於DSPLinux加入对DSP处理器的支持，它把DSP执的程序作为Linux内核的一个进程程（process）。在DSP处理器上执行的程序必须要和系统的一些函数库连接起来，通过这些函数库，DSP执行的程序就可以像一般Linux下的程序一样使用系统服务。第20页，本讲稿共20页