嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)及其在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘 要：闡述了嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的原理及特點(diǎn)，分析并論述嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中的關(guān)鍵問題，討論了嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)在通信領(lǐng)域中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng) 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 板級支持包（BSP） 電信管理網(wǎng)
　　近年來，以PC機(jī)為代表的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在硬件和軟件方面都取得了飛速的發(fā)燕尾服，處理器的運(yùn)算速度已經(jīng)達(dá)到了每秒10億次的數(shù)量級。作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)核心的操作系統(tǒng)也從字符界面的單任務(wù)、單用戶的DOS，發(fā)展到擁有圖形界面的多用戶、多任務(wù)的Windows 98、Windows NT。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)擴(kuò)展到通信、交通、家電及醫(yī)療諸多領(lǐng)域。
　　然而，在經(jīng)過了很長一段時(shí)間的快速發(fā)展，尤其是作為過去十年IT發(fā)展的推動(dòng)力以后，以PC為代表的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)了發(fā)展減緩的趨勢;與此同時(shí)，新興IT產(chǎn)生的發(fā)展要求越來越多的設(shè)備具有小型化、智能化的特點(diǎn)。為適應(yīng)這一發(fā)展趨勢，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用過程中發(fā)展了一類特殊的系統(tǒng)——嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，即嵌入式系統(tǒng)。
　　由于具備簡潔、高效等特點(diǎn)，在最近幾年，嵌入式系統(tǒng)表現(xiàn)出了強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭;隨著二十一世紀(jì)的到來，IT業(yè)迎來了一個(gè)嶄新的、以嵌入式系統(tǒng)為核心的“后PC時(shí)代（Post-PC Era）”。作為嶄新的、面向應(yīng)用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)在集成了通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的共性以外，還包含了很多適合“嵌入式”應(yīng)用的新技術(shù);因此，嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展越來越多地受到人們的普遍重視，其強(qiáng)大而靈活的可應(yīng)用性得到了計(jì)算機(jī)、通信和信息等產(chǎn)業(yè)的廣泛認(rèn)可，其就任已經(jīng)擴(kuò)展到前所未有的廣泛領(lǐng)域。嵌入式系統(tǒng)的出現(xiàn)與發(fā)展將真正實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的“無處不在”。

　　
　　因?yàn)樵诩夹g(shù)上與通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有很多不同，因此，本文首先介紹了嵌入式系統(tǒng)的基本概念及其關(guān)鍵技術(shù)，并結(jié)合在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用說明其技術(shù)特點(diǎn)及可應(yīng)用性。
1 嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)
　　嵌入式系統(tǒng)內(nèi)容包含一個(gè)或多個(gè)控制用的CPU以及針對特定應(yīng)用環(huán)境而開發(fā)的高層軟件，通常含有操作系統(tǒng)。在使用過程中，系統(tǒng)內(nèi)部CPU和軟件的行為并不為外界所感知，因此叫做“嵌入式”系統(tǒng);通常把對外部事件響應(yīng)時(shí)間很短的嵌入式系統(tǒng)叫做“嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)”;應(yīng)用于嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的操作系統(tǒng)叫做“嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)”;相應(yīng)的應(yīng)用程序叫做“嵌入式時(shí)應(yīng)用程序”。
　　1.1 嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的構(gòu)成
　　嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)包括硬件和軟件兩個(gè)方面，由硬件平臺(tái)、嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)及其他系統(tǒng)軟件模塊、實(shí)時(shí)應(yīng)用程序三個(gè)部分組成。如圖1所示。
　　1.1.1 硬件平臺(tái)
　　嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的硬件平臺(tái)通常以為能緊湊、專用性強(qiáng)的CPU為核心同時(shí)結(jié)合少量的外轉(zhuǎn)圍設(shè)備，具有應(yīng)用相關(guān)性，即多樣性的特點(diǎn)。
　　1.1.2 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)及其他系統(tǒng)軟件模塊
　　操作系統(tǒng)和其他系統(tǒng)軟件介于硬件和應(yīng)用程序之間，負(fù)責(zé)調(diào)度并管理實(shí)時(shí)應(yīng)用程序，并完成對硬件的控制和操作。
　　1.1.3 實(shí)時(shí)應(yīng)用程序
　　實(shí)時(shí)應(yīng)用程序是基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、利用操作系統(tǒng)提供的實(shí)時(shí)機(jī)制完成特定的嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)具體功能的應(yīng)用程序。
　　在以上三個(gè)部分中，嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的核心，是應(yīng)用程序開發(fā)和運(yùn)行的平臺(tái)，是嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)區(qū)別于其他通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集中體現(xiàn)，也是推動(dòng)嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵因素。
　　1.2 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)
　　除了具有操作系統(tǒng)的共性以外，為適應(yīng)“嵌入式實(shí)時(shí)”應(yīng)用，嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)還具有實(shí)時(shí)性、微內(nèi)核結(jié)合擴(kuò)展模塊實(shí)現(xiàn)通用性與可配置性、操作系統(tǒng)不對外設(shè)作假設(shè)等突出特點(diǎn)。