嵌入式操作系統(tǒng)與通用的操作相比較主要特點(diǎn)在于：
1．小內(nèi)核，穩(wěn)定可靠。
2．需要可裝卸、可裁剪，以便能靈活應(yīng)對(duì)各種不同的硬件平臺(tái)。
3．面向應(yīng)用，強(qiáng)實(shí)時(shí)性，可用于各種設(shè)備控制當(dāng)中。
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國(guó)際上常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng)大約有40種左，右如：Linux、uClinux、WinCE、PalmOS、Symbian、eCos、uCOS-II、VxWorks、pSOS、Nucleus、ThreadX?、Rtems?、QNX、INTEGRITY、OSE、C?Executive?。他們基本可以分為兩類，一類是面向控制、通信等領(lǐng)域的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，如windriver公司的vxworks、isi的psos、qnx系統(tǒng)軟件公司的qnx、ati的nucleus等；另一類是面向消費(fèi)電子產(chǎn)品的非實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，這類產(chǎn)品包括個(gè)人數(shù)字助理(pda)、移動(dòng)電話、機(jī)頂盒、電子書(shū)、webphone等，系統(tǒng)有Microsoft的WinCE，3Com的Palm，以及Symbian和Google的Android等。
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一、VxWorks
VxWorks操作系統(tǒng)是美國(guó)WindRiver公司于1983年設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的一種嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS），是Tornado嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境的關(guān)鍵組成部分。良好的持續(xù)發(fā)展能力、高性能的內(nèi)核以及友好的用戶開(kāi)發(fā)環(huán)境，在嵌人式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)領(lǐng)域逐漸占據(jù)一席之地。
VxWorks具有可裁剪微內(nèi)核結(jié)構(gòu)；高效的任務(wù)管理；靈活的任務(wù)間通訊；微秒級(jí)的中斷處理；支持POSIX?1003．1b實(shí)時(shí)擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)；支持多種物理介質(zhì)及標(biāo)準(zhǔn)的、完整的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等。
然而其價(jià)格昂貴。由于操作系統(tǒng)本身以及開(kāi)發(fā)環(huán)境都是專有的，價(jià)格一般都比較高，通常需花費(fèi)10萬(wàn)元人民幣以上才能建起一個(gè)可用的開(kāi)發(fā)環(huán)境，對(duì)每一個(gè)應(yīng)用一般還要另外收取版稅。一般不通供源代碼，只提供二進(jìn)制代碼。由于它們都是專用操作系統(tǒng)，需要專門的技術(shù)人員掌握開(kāi)發(fā)技術(shù)和維護(hù)，所以軟件的開(kāi)發(fā)和維護(hù)成本都非常高。支持的硬件數(shù)量有限。
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二、Windows?CE
Windows?CE與Windows系列有較好的兼容性，無(wú)疑是Windows?CE推廣的一大優(yōu)勢(shì)。其中WinCE3.0是一種針對(duì)小容量、移動(dòng)式、智能化、32位、了解設(shè)備的模塊化實(shí)時(shí)嵌人式操作系統(tǒng)。為建立針對(duì)掌上設(shè)備、無(wú)線設(shè)備的動(dòng)態(tài)應(yīng)用程序**務(wù)提供了一種功能豐富的操作系統(tǒng)平臺(tái)，它能在多種處理器體系結(jié)構(gòu)上運(yùn)行，并且通常適用于那些對(duì)內(nèi)存占用空間具有一定限制的設(shè)備。它是從整體上為有限資源的平臺(tái)設(shè)計(jì)的多線程、完整優(yōu)先權(quán)、多任務(wù)的操作系統(tǒng)。它的模塊化設(shè)計(jì)允許它對(duì)從掌上電腦到專用的工業(yè)控制器的用戶電子設(shè)備進(jìn)行定制。操作系統(tǒng)的基本內(nèi)核需要至少200KB的ROM。由于嵌入式產(chǎn)品的體積、成本等方面有較嚴(yán)格的要求，所以處理器部分占用空間應(yīng)盡可能的小。系統(tǒng)的可用內(nèi)存和外存數(shù)量也要受限制，而嵌入式操作系統(tǒng)就運(yùn)行在有限的內(nèi)存（一般在ROM或快閃存儲(chǔ)器）中，因此就對(duì)操作系統(tǒng)的規(guī)模、效率等提出了較高的要求。從技術(shù)角度上講，Windows?CE作為嵌入式操作系統(tǒng)有很多的缺陷：沒(méi)有開(kāi)放源代碼，使應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員很難實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的定制；在效率、功耗方面的表現(xiàn)并不出色，而且和Windows一樣占用過(guò)的系統(tǒng)內(nèi)存，運(yùn)用程序龐大；版權(quán)許可費(fèi)也是廠商不得不考慮的因素。
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三、嵌入式Linux
這是嵌入式操作系統(tǒng)的一個(gè)新成員，其最大的特點(diǎn)是源代碼公開(kāi)并且遵循GPL協(xié)議，在近一年多以來(lái)成為研究熱點(diǎn)，據(jù)IDG預(yù)測(cè)嵌入式Linux將占未來(lái)兩年的嵌入式操作系統(tǒng)份額的50%。
由于其源代碼公開(kāi)，人們可以任意修改，以滿足自己的應(yīng)用，并且查錯(cuò)也很容易。遵從GPL，無(wú)須為每例應(yīng)用交納許可證費(fèi)。有大量的應(yīng)用軟件可用。其中大部分都遵從GPL，是開(kāi)放源代碼和免費(fèi)的。可以稍加修改后應(yīng)用于用戶自己的系統(tǒng)。有大量的免費(fèi)的優(yōu)秀的開(kāi)發(fā)工具，且都遵從GPL，是開(kāi)放源代碼的。有龐大的開(kāi)發(fā)人員群體。無(wú)需專門的人才，只要懂Unix/Linux和C語(yǔ)言即可。隨著?Linux在中國(guó)的普及，這類人才越來(lái)越多。所以軟件的開(kāi)發(fā)和維護(hù)成本很低。優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)功能，這在Internet時(shí)代尤其重要。穩(wěn)定——這是Linux?本身具備的一個(gè)很大優(yōu)點(diǎn)。內(nèi)核精悍，運(yùn)行所需資源少，十分適合嵌入式應(yīng)用。
支持的硬件數(shù)量龐大。嵌入式Linux和普通Linux并無(wú)本質(zhì)區(qū)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(qū)動(dòng)程序源代碼都可以得到，為用戶編寫(xiě)自己專有硬件的驅(qū)動(dòng)程序帶來(lái)很大方便。
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四、μC/OS一Ⅱ
μC/OS一Ⅱ是著名的源代碼公開(kāi)的實(shí)時(shí)內(nèi)核，是專為嵌入式應(yīng)用設(shè)計(jì)的，可用于8位，16位和32位單片機(jī)或數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）。它是在原版本μC?/OS的基礎(chǔ)上做了重大改進(jìn)與升級(jí)，并有了近十年的使用實(shí)踐，有許多成功應(yīng)用該實(shí)時(shí)內(nèi)核的實(shí)例。它的主要特點(diǎn)如下：
公開(kāi)源代碼，容易就能把操作系統(tǒng)移植到各個(gè)不同的硬件平臺(tái)上；
可移植性，絕大部分源代碼是用C語(yǔ)言寫(xiě)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(tǒng)服務(wù)，以減少斗所需的存儲(chǔ)空間；
占先式，完全是占先式的實(shí)時(shí)內(nèi)核，即總是運(yùn)行就緒條件下優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)；
多任務(wù)，可管理64個(gè)任務(wù)，任務(wù)的優(yōu)先級(jí)必須是不同的，不支持時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度法；
可確定性，函數(shù)調(diào)用與服務(wù)的執(zhí)行時(shí)間具有其可確定性，不依賴于任務(wù)的多少；
實(shí)用性和可靠性，成功應(yīng)用該實(shí)時(shí)內(nèi)核的實(shí)例，是其實(shí)用性和可靠性的最好證據(jù)。
由于μC/OS一Ⅱ僅是一個(gè)實(shí)時(shí)內(nèi)核，這就意味著它不像其他實(shí)時(shí)存在系統(tǒng)那樣提供給用戶的只是一些API函數(shù)接口，還有很多工作需要用戶自己去完成。
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五、QNX
由QNX軟件公司所開(kāi)發(fā)的QNX操作系統(tǒng)，也是一套類UNIX的嵌入式操作系統(tǒng)，跟VxWorks同樣的，QNX也是一套符合POSIX規(guī)范的操作系統(tǒng)。
與VxWorks同樣發(fā)跡于1980年代的QNX，其特殊之處，在于其并非采用傳統(tǒng)的高階硬件虛擬層方式設(shè)計(jì)，而是以非常細(xì)碎的tasks形式來(lái)執(zhí)行，由許多的微核心為基礎(chǔ)組成完整的OS服務(wù)，因此QNX的硬件設(shè)計(jì)者可以自由的選擇加載執(zhí)行或不加載某些特定的服務(wù)，而不用去變更QNX的核心程序部份。因此基于QNX的嵌入式操作系統(tǒng)可以做到非常小的程度，而且依然可以具有相當(dāng)高的效率與完整的菜單現(xiàn)。
QNX操作系統(tǒng)核心僅包含了CPU任務(wù)排程、進(jìn)程間通訊、中斷重導(dǎo)向以及定時(shí)器等部份，而除此之外包含驅(qū)動(dòng)程序、檔案系統(tǒng)堆疊協(xié)議以及使用者應(yīng)用程序的所有程序都是屬于在使用者階段執(zhí)行。QNX操作系統(tǒng)有個(gè)相當(dāng)特殊的Proc階段，專門負(fù)責(zé)程序process的建立，以及存儲(chǔ)器管理等交集在系統(tǒng)微核心中的組件。基本上，QNX所有的組件都能透過(guò)消息傳遞這個(gè)函式來(lái)進(jìn)行溝通，而具有良好定義的通訊機(jī)制，也能保障所有的組件都有完全獨(dú)立且被保護(hù)的儲(chǔ)存及執(zhí)行空間。因此有問(wèn)題的應(yīng)用程序不會(huì)影響到其它組件的穩(wěn)定性，發(fā)生問(wèn)題的程序?qū)?huì)被自動(dòng)終止并重新啟動(dòng)。
與傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)架構(gòu)相較起來(lái)，微核心架構(gòu)可以讓嵌入式系統(tǒng)獲得更為快速的平均回覆時(shí)間（MTTR），當(dāng)硬件驅(qū)動(dòng)程序失效，QNX可以在數(shù)毫秒之內(nèi)，就對(duì)該驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行終止、回收資源并重新啟動(dòng)的步驟，讓嵌入式設(shè)備可接近無(wú)停擺時(shí)間表現(xiàn)。
不過(guò)微核心RTOS的架構(gòu)除了優(yōu)點(diǎn)以外，由于其process間的訊息傳遞功能將會(huì)占用存儲(chǔ)器頻寬，影響到校能表現(xiàn)，因此在實(shí)際應(yīng)用上，就必須采用特殊的最佳化手段，以避免掉訊息傳遞功能所帶來(lái)的性能耗損。
雖然QNX整間公司在2004年出售給Haman?International?Industries，但QNX操作系統(tǒng)的發(fā)展腳步依舊沒(méi)有停止，在國(guó)外，除了與各家國(guó)際汽車大廠合作，成為車用電子的主力操作系統(tǒng)以外，也獲得相當(dāng)多的航空公司與重要軍事單位采用。而在2005年底，QNX也與國(guó)內(nèi)幾家包含聯(lián)電、Zinwell等公司進(jìn)行了合作，研華、控創(chuàng)等工業(yè)計(jì)算機(jī)廠商也都有針對(duì)這方面在發(fā)展。
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六、Nucleus?Plus
這款嵌入式操作系統(tǒng)主要特征就是輕薄短小，其架構(gòu)上的延展性，可以讓Nucleus?RTOS所占的儲(chǔ)存空間壓縮到僅有13K左右，而且Nucleus?Plus是一款不需授權(quán)費(fèi)的操作系統(tǒng)，并且提供了原始碼。
Nucleus?Plus本身只是Acclerated?Technology公司完整解決方案里面的其中一環(huán)，這個(gè)RTOS本身架構(gòu)屬于先占式多工設(shè)計(jì)，有超過(guò)95％的原始碼是用標(biāo)準(zhǔn)的ANSI?C語(yǔ)言所編寫(xiě)，因此可以非常有效率的移植到各種不同的平臺(tái)。Nucleus?Plus在CISC架構(gòu)處理器中，核心部份大約占去20KB左右的儲(chǔ)存空間，而在RISC處理器上則是40KB左右，核心資料結(jié)構(gòu)僅占約1.5KB，由于其即時(shí)回應(yīng)、先占式多工、以及多process并行，并且開(kāi)放原始碼等特性，在國(guó)防、工控、航天工業(yè)、鐵路、網(wǎng)絡(luò)、POS、自動(dòng)化控制以及信息家電等領(lǐng)域廣泛受到應(yīng)用。
就如同QNX一般，Nucleus?Plus也可以根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)品的需求，來(lái)自行剪裁所需要的系統(tǒng)功能，達(dá)到精簡(jiǎn)體積的目的。而配合相對(duì)應(yīng)的編譯器（Borland?c/c++、Microsoft?c/c++）以及動(dòng)態(tài)連結(jié)程序庫(kù)和各種底層驅(qū)動(dòng)程序，在開(kāi)發(fā)上擁有非常相當(dāng)大的便利性。諸如飛思卡爾（Freescale）、羅技（Logitech）公司、美國(guó)NEC、SK?Telecom等公司，都有采用Nucleus?Plus嵌入式操作系統(tǒng)作為開(kāi)發(fā)產(chǎn)品使用。
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七、結(jié)束語(yǔ)
在嵌入式應(yīng)用中，使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）是當(dāng)前嵌入式應(yīng)用的一個(gè)特點(diǎn)，一種趨勢(shì)，也是單片機(jī)應(yīng)用從低水平向高水平的一個(gè)進(jìn)步。在實(shí)際的應(yīng)用中，根據(jù)不同的要求和條件選擇合適的操作系統(tǒng)，使開(kāi)發(fā)工作更容易，設(shè)計(jì)出更完美的嵌入式系統(tǒng)。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的常见的嵌入式操作系统的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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