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嵌入式实时操作系统μC/OS-II与eCos的比较

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

来源:单片机及嵌入式系统应用  作者:空军工程大学 吴 非 樊晓光 
摘要:叙述嵌入式系统和嵌入式操作系统的概念,简述嵌入式实时系统的发展阶段。重点介绍μC/OS-II和eCos的发展历史,并且对μC/OS-II与eCos进行比较,为大家在选择嵌入式操作系统时提供参考。

    关键词:嵌入式操作系统 RTOS μC/OS-II eCos

1 背景

随着计算机技术的迅速发展和芯片制造工艺的不断进步,嵌入式系统的应用日益广泛:从民用的电视、手机等电路设备到军用的飞机、坦克等武器系统,到处都有嵌入式系统的身影。在嵌入式系统的应用开发中,采和嵌入式实时操作系统(简称RTOS)能够支持多任务,使得程序开发更加容易,便于维护,同时能够提高系统的稳定性和可靠性。这已逐渐成为嵌入式系统开发的一个发展方向。

2 嵌入式操作系统概述

嵌入式操作系统是一种支持嵌入式系统应用的操作系统软件。它是嵌入式系统(包括硬、软件系统)极为重要的组成部分,通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器Browser等。嵌入式操作系统具有通用操作系统的基本特点,如能够有效管理越来越复杂的系统资源;能够把硬件虚拟化,使得开发人员从繁忙的驱动程序移植和维护中解脱出来;能够提供库函数、标准设备驱动程序以及工具集等。与通用操作系统相比较,嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固态化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。

嵌入式系统的出现至今已经有30多年的历史。纵观嵌入式技术的发展过程,大致经历了四个阶段。

(1)无操作系统的嵌入式算法阶段

这一阶段的嵌入式系统是以单芯片为核心的系统,具有与一些监测、伺服、指示设备相配合的功能。一般没有明显的操作系统支持,而是通过汇编语言编程对系统进行直接控制。主要特点是系统结构和功能都相对单一,针对性强,无操作系统支持,几乎没有用户接口。

(2)简单监控式的实时操作系统阶段

这一阶段的嵌入式系统主要以嵌入式式器为基础、以简单监控式操作系统为核心。系统的特点是:处理器种类繁多,通用性比较弱;开销小,效率高;一般配备系统仿真器,具有一定的兼容性和扩展性;用户界面不够友好,主要用来控制系统负载以及监控应用程序运行。

(3)通用的嵌入式实时操作系统阶段

以通用型嵌入式实时操作系统为标志的嵌入式系统,如VxWorks、pSos、Windows CE就是这一阶段的典型代表。这一阶段嵌入式系统的特点是:能运行在各种不同的微处理器上;具有强大的能用型操作系统的功能,如具备了文件和目录管理、多任务、设备驱动支持、网络支持、图形窗口以及用户界面等功能;具有丰富的API和嵌入式应用软件。

(4)以Internet为标志的嵌入式系统

伴随着通用型嵌入式实时操作系统的发展,面向Internet网络和特定应用的嵌入式操作系统正日益引起人们的重视,成为重要的发展方向。嵌入式系统与Internet的真正结合、嵌入式操作系统与应用设备的无缝结合代表着嵌入式操作系统发展的未来。

3 两种源码开放的RTOS

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