常见操作系统精.ppt

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1、常见操作系统常见操作系统第1页，本讲稿共27页嵌入式操作系统分类嵌入式操作系统分类硬实时系统确保系统中的关键任务在确定的时间得到响应，不能有失败的情况，否则会出现严重后果 软实时系统设计的时候是有响应时间要求的，但是偶尔某些任务的响应时间超过这个限制也不会有严重的后果 非实时系统无响应时间的要求第2页，本讲稿共27页嵌入式操作系统一览嵌入式操作系统一览第3页，本讲稿共27页常见嵌入式常见嵌入式实时实时操作系统操作系统RTlinux及其他嵌入式实时LinuxuC/OS IIwind river systems公司的VxworksQNX software systems公司的QNX。pSOSOS/

2、9VRTXeCOS第4页，本讲稿共27页常见嵌入式常见嵌入式非实时非实时操作系统操作系统 Microsoft公司的windows CE、Embedded windows xp Palm公司的Palm OS symbian公司的EPOC 一些嵌入式linux系统第5页，本讲稿共27页介绍几款典型的嵌入式操作系统介绍几款典型的嵌入式操作系统uC/OS IIThreadXWindows系列的嵌入式操作系统VxWorks嵌入式Linux第6页，本讲稿共27页1、uC/OS II免费的公开源码实时操作系统 内核提供任务调度和管理、时钟管理、任务间同步与通信、内存管理和中断服务等功能最多支持6464个任务

3、，分别对应优先级06363，其中0为最高优先级 可剥夺实时多任务内核 调度工作的内容分为两部分：最高优先级任务的寻找和任务切换 第7页，本讲稿共27页内核是针对实时系统的要求来设计实现的，相对内核是针对实时系统的要求来设计实现的，相对比较简单，可以满足较高的实时性要求比较简单，可以满足较高的实时性要求 但是没有网络功能和文件系统，对于像媒体播放、但是没有网络功能和文件系统，对于像媒体播放、需要网络和图形界面支持的应用就比较差需要网络和图形界面支持的应用就比较差第8页，本讲稿共27页2、ThreadX操作系统操作系统 只需要很小的存储器容量（最低5k）硬实时的处理能力 有功能强大的专门的开发调试

4、支持工具 支持了市场上绝大部分的CPU 同样也是商业化的操作系统 第9页，本讲稿共27页更强的功能笔记本笔记本PC复杂的文档编辑和读写桌面键盘输入键盘和鼠标输入法完整的.NET framework 支持Windows XP/XPEWindows XP/XPE平板电脑平板电脑复杂的文档编辑和读写桌面键盘输入支持数字墨水可以支持键盘，也可以把键盘拿走键盘、鼠标、数字墨水和语音输入完整的.NET framework支持提供笔，数字墨水，手写和语音识别APIWindows CEWindows CE小型个人产小型个人产品品单向网络信息消费Windows MobileWindows MobileSmart

5、phone信息消费基本数据浏览把PDA融入电话可以与Exchange交互.NET Compact FrameworkASP.NET 移动控件Pocket PC 信息消费浏览和输入数据把电话融入PDA可以与Office,Exchange和SQL Server交互.NET Compact FrameworkASP.NET 移动控件3、微软的移动平台、微软的移动平台第10页，本讲稿共27页Windows Embedded 家族家族第11页，本讲稿共27页Windows CE 主要用于主要用于PDAPDA，smartphonesmartphone等个人手持终端上等个人手持终端上 支持多线程支持多线程

6、支持多种软硬件支持多种软硬件 最大的特点就是能提供与最大的特点就是能提供与pc pc 机类似的图形界面和主要机类似的图形界面和主要的应用程序的应用程序 地道的商业操作系统地道的商业操作系统第12页，本讲稿共27页Windows CE（2）主要模块主要模块 内核模块：支持进程和线程处理及内存管理等基本服务 内核系统调用接口模块：运行应用程序访问操作系统提供的服务文件系统模块：支持dos，fat等格式的文件系统图形窗口和事件子系统模块：控制图形显示，并提供windows GUI界面通信模块：运行同其他设备进行信息交换第13页，本讲稿共27页4、VxWorks嵌入式实时操作系嵌入式实时操作系统统 V

7、xWorks 是风河（WindRiver）公司开发的一款商用硬实时操作系统支持主流的32位CPU，包括x86、68K、PowerPC、MIPS、ARM等基于微内核结构，由400多个相对独立的，短小精悍的目标模块组成，可裁剪性和可配置性相当出色第14页，本讲稿共27页VxWorks主要思想：在嵌入式系统中最大限度地实现内核的时间可预测性，根据用户定义的任务优先级对任务实现调度。给用户最大的控制权第15页，本讲稿共27页VxWorksVxworks的基本构成模块包括以下部分：高效实时微内核wind：Vxworks实时微内核wind以灵活性和可配置性为设计目标，它主要包括 基于优先级的任务调度基于优

8、先级的任务调度 任务同步和通信任务同步和通信 中断处理中断处理 定时器定时器 内存管理内存管理 兼容POSIX实时系统标准第16页，本讲稿共27页I/O处理系统：Vxworks提供与ANSIC兼容的I/O处理系统，主要包括 UNIXUNIX缓冲缓冲I/OI/O处理系统，和处理系统，和 面向实时的异步面向实时的异步I/OI/O处理系统处理系统本机文件系统网络处理模块：Vxworks网络处理模块能与许多运行其他协议的网络进行通信，如TCP/IP、NFS、UDP、SNMP、FTP等第17页，本讲稿共27页 虚拟内存模块VxVMI：VxVMI主要用于对指定内存区的保护，如内存块只读等 共享内存模块Vx

9、MP：主要用于多处理器行运行任务之间的共享信号量、消息队列、内存块管理 板级支持包BSP：提供各种硬件的初始化、中断的建立、定时器、内存映象 第18页，本讲稿共27页VxWorks的评价的评价Vxworks是一款非常出色的嵌入式实时操作系统，但是它是不公开源码的商业化操作系统，价格比较高为追求系统的实时性而设计的，并不是以通用OS为设计目标。去掉了一些OS模块，因为这些模块在某种程度上会影响系统的实时性（如在内存管理中没有采用页面管理模式，采用的是平板式内存）。第19页，本讲稿共27页任务调度采用的是基于优先级的抢占式任务调度模式，优先级分256级(0-255)用户可以动态的改变优先级，但是这

10、种做法不提倡用户可以锁定一个任务使它不被更高的任务或中断抢占允许使用固定优先级响应时间来检查任务调度的性能第20页，本讲稿共27页资源共享和优先级继承机制采用最优化的上下文切换和中断返回机制.内核从不禁止非屏蔽中断 NMI(non-maskable interrupts)第21页，本讲稿共27页VxWorks缺点缺点缺少某些OS特性保证时限要求是设计者自己的任务(系统的灵活性带来的弊端)不支持很多应用和APIs(只支持部分POSIX标准的函数集)尽管采用了平板式内存管理，但是由于内存的动态分配，仍然存在内存段，这样仍然存在时间上的不可预测性第22页，本讲稿共27页1）Clinux Clinux

11、Clinux是应用于嵌入式设备的最著名、应用最广泛一是应用于嵌入式设备的最著名、应用最广泛一个个LinuxLinux发行版本，它也是一个开放源码的项目，发行版本，它也是一个开放源码的项目，ClinuxClinux的源代码和开发工具可以免费从的源代码和开发工具可以免费从http:/www.uclinux.orghttp:/www.uclinux.org 上下载得到。上下载得到。ClinuxClinux的含义：的含义：Micro-Control-LinuxMicro-Control-Linux：专门针对微控制器领域而设计：专门针对微控制器领域而设计的嵌入式的嵌入式LinuxLinux系统系统 Cl

12、inuxClinux同标准同标准LinuxLinux的最大区别就在于内存管理的最大区别就在于内存管理1 1、标准、标准LinuxLinux使用的虚拟存储器技术使用的虚拟存储器技术 2 2、ClinuxClinux针对针对NOMMUNOMMU第23页，本讲稿共27页C/OS-IIC/OS-II C/OS-IIC/OS-IIC/OS-IIC/OS-II是一个是一个是一个是一个可裁剪可裁剪可裁剪可裁剪、源码开放源码开放源码开放源码开放、结构小巧结构小巧结构小巧结构小巧、抢占式抢占式抢占式抢占式的实的实的实的实时时时时多任务多任务多任务多任务内核，主要面向中小型嵌入式系统，具有执行效率高、占内核，主要

13、面向中小型嵌入式系统，具有执行效率高、占内核，主要面向中小型嵌入式系统，具有执行效率高、占内核，主要面向中小型嵌入式系统，具有执行效率高、占用空间小、可移植性强、实时性能优良和可扩展性强等特点。用空间小、可移植性强、实时性能优良和可扩展性强等特点。用空间小、可移植性强、实时性能优良和可扩展性强等特点。用空间小、可移植性强、实时性能优良和可扩展性强等特点。内核在任何时候都是运行就绪状态下最高优先级的任务。内核在任何时候都是运行就绪状态下最高优先级的任务。内核在任何时候都是运行就绪状态下最高优先级的任务。内核在任何时候都是运行就绪状态下最高优先级的任务。C/OS-IIC/OS-IIC/OS-IIC

14、/OS-II结构小巧，最小内核可编译至结构小巧，最小内核可编译至结构小巧，最小内核可编译至结构小巧，最小内核可编译至2K2K2K2K，即使包含全部功，即使包含全部功，即使包含全部功，即使包含全部功能如信号量、消息邮箱、消息队列及相关函数等，编译后的内能如信号量、消息邮箱、消息队列及相关函数等，编译后的内能如信号量、消息邮箱、消息队列及相关函数等，编译后的内能如信号量、消息邮箱、消息队列及相关函数等，编译后的内核也仅有核也仅有核也仅有核也仅有6 6 6 610KB10KB10KB10KB。扩展性能良好，如果需要，可自行加入文件系统等。扩展性能良好，如果需要，可自行加入文件系统等。扩展性能良好，如

15、果需要，可自行加入文件系统等。扩展性能良好，如果需要，可自行加入文件系统等。第24页，本讲稿共27页Palm OSPalmOS是著名的网络设备制造商是著名的网络设备制造商3COM旗下旗下Palm Computing掌上电脑公司的产掌上电脑公司的产品，在品，在PDA市场上占有很大的市场份额。市场上占有很大的市场份额。它具有开放的操作系统应用程序接口它具有开放的操作系统应用程序接口（API），开发商可以根据需要自行开发），开发商可以根据需要自行开发所需要的应用程序。所需要的应用程序。Palm OS的优势在于可以让用户灵活方便的优势在于可以让用户灵活方便地定制操作系统以适合自己的习惯，而且地定制操作

16、系统以适合自己的习惯，而且其市场运作经验丰富，资本雄厚。其市场运作经验丰富，资本雄厚。第25页，本讲稿共27页OS-9，QNX，LynxOS MicrowareMicrowareMicrowareMicroware的的的的OS-9OS-9OS-9OS-9是为微处理器的关键实时任务而设计的操作系统，是为微处理器的关键实时任务而设计的操作系统，是为微处理器的关键实时任务而设计的操作系统，是为微处理器的关键实时任务而设计的操作系统，它提供了很好的安全性和可靠性，灵活性和可升级非常突出。它提供了很好的安全性和可靠性，灵活性和可升级非常突出。它提供了很好的安全性和可靠性，灵活性和可升级非常突出。它提供了

17、很好的安全性和可靠性，灵活性和可升级非常突出。QNXQNXQNXQNX是加拿大是加拿大是加拿大是加拿大QNXQNXQNXQNX公司的产品，在公司的产品，在公司的产品，在公司的产品，在X86X86X86X86体系上开发出来，是一个体系上开发出来，是一个体系上开发出来，是一个体系上开发出来，是一个实时的、可扩充的操作系统，部分遵循实时的、可扩充的操作系统，部分遵循实时的、可扩充的操作系统，部分遵循实时的、可扩充的操作系统，部分遵循PosIXPosIXPosIXPosIX相关标准。提供了一相关标准。提供了一相关标准。提供了一相关标准。提供了一个很小的微内核以及一些可选的配合进程，微内核非常小巧运行极

18、快。个很小的微内核以及一些可选的配合进程，微内核非常小巧运行极快。个很小的微内核以及一些可选的配合进程，微内核非常小巧运行极快。个很小的微内核以及一些可选的配合进程，微内核非常小巧运行极快。可使用户将系统配置成微小的嵌入式系统或是包含几百个处理器的超可使用户将系统配置成微小的嵌入式系统或是包含几百个处理器的超可使用户将系统配置成微小的嵌入式系统或是包含几百个处理器的超可使用户将系统配置成微小的嵌入式系统或是包含几百个处理器的超级虚拟机操作系统。级虚拟机操作系统。级虚拟机操作系统。级虚拟机操作系统。QNXQNXQNXQNX具有强大的图形用户界面功能，适合机顶具有强大的图形用户界面功能，适合机顶具

19、有强大的图形用户界面功能，适合机顶具有强大的图形用户界面功能，适合机顶盒、手持设备、盒、手持设备、盒、手持设备、盒、手持设备、GPSGPSGPSGPS设备应用。设备应用。设备应用。设备应用。LynxOSLynxOSLynxOSLynxOS是是是是Lynx Real-time SystemsLynx Real-time SystemsLynx Real-time SystemsLynx Real-time Systems的一个分布式、嵌入式、可规模扩的一个分布式、嵌入式、可规模扩的一个分布式、嵌入式、可规模扩的一个分布式、嵌入式、可规模扩展的实时操作系统。遵循展的实时操作系统。遵循展的实时操作系

20、统。遵循展的实时操作系统。遵循PosIX.1a(1b,1c)PosIX.1a(1b,1c)PosIX.1a(1b,1c)PosIX.1a(1b,1c)标准，支持线程概念，标准，支持线程概念，标准，支持线程概念，标准，支持线程概念，提供提供提供提供256256256256个全局用户线程优先级。提供一些传统的、非实时系个全局用户线程优先级。提供一些传统的、非实时系个全局用户线程优先级。提供一些传统的、非实时系个全局用户线程优先级。提供一些传统的、非实时系统的服务特征，包括基于调用需求的虚拟内存、一个基于统的服务特征，包括基于调用需求的虚拟内存、一个基于统的服务特征，包括基于调用需求的虚拟内存、一个基于统的服务特征，包括基于调用需求的虚拟内存、一个基于MtifMtifMtifMtif的用户图形界面、与工业标准兼容的网络系统以及应用的用户图形界面、与工业标准兼容的网络系统以及应用的用户图形界面、与工业标准兼容的网络系统以及应用的用户图形界面、与工业标准兼容的网络系统以及应用开发工具。开发工具。开发工具。开发工具。第26页，本讲稿共27页嵌入式操作系统使用调查嵌入式操作系统使用调查第27页，本讲稿共27页