微內(nèi)核操作系統(tǒng)在嵌入式平臺上的應(yīng)用
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引言
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/202396.htm在最近的幾年中，嵌入式技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。大到汽車、電梯、醫(yī)療儀器乃至工業(yè)設(shè)備，小到手機(jī)、MP4、照相機(jī)等消費(fèi)電子產(chǎn)品，甚至是人們生活中所熟知的電冰箱、微波爐、洗衣機(jī)等傳統(tǒng)電器，到處可以看到嵌入式系統(tǒng)的身影。根據(jù)BCC Research Group的分析結(jié)果，嵌入式行業(yè)在最近5年中保持著年均14%的增長，到2009年將會成為一個(gè)880億的巨大市場。
所謂嵌入式系統(tǒng)是指為特定應(yīng)用而設(shè)計(jì)的專用電腦系統(tǒng)，通常執(zhí)行的是帶有特定要求的預(yù)先定義的任務(wù)。說到嵌入式系統(tǒng)上的操作系統(tǒng)，人們首先想到的是各種經(jīng)過裁剪的Linux以及WinCE。但是Linux和WinCE本身作為單內(nèi)核(monolithic kernel)操作系統(tǒng)，內(nèi)核部分過于復(fù)雜，并不適用于嵌入式平臺。而μC/Os-II和eCos等又過于簡單，不能提供完整的功能。而隨著微內(nèi)核(microkernel)操作系統(tǒng)的理論和實(shí)現(xiàn)越來越成熟，微內(nèi)核操作系統(tǒng)開始成為嵌入式平臺一個(gè)很好的選擇。
圖1 嵌入式平臺操作系統(tǒng)占有率比較圖
嵌入式平臺對操作系統(tǒng)的需求
嵌入式平臺上運(yùn)行的操作系統(tǒng)一方面會根據(jù)嵌入式平臺所執(zhí)行的功能對內(nèi)核組件進(jìn)行裁剪，在滿足系統(tǒng)的應(yīng)用功能的基礎(chǔ)上去除不必要的部分;另一方面，嵌入式平臺對操作系統(tǒng)的可靠性，實(shí)時(shí)性和安全性特性有很高的要求。
可靠性是指嵌入式設(shè)備特別是工業(yè)設(shè)備中的嵌入式系統(tǒng)經(jīng)常需要連續(xù)運(yùn)行數(shù)以年計(jì)的時(shí)間而不出差錯(cuò)?？梢韵胂袢绻w機(jī)中的嵌入式系統(tǒng)在飛機(jī)飛行時(shí)崩潰重啟，會造成多么大的危害。這就要求嵌入式系統(tǒng)上的操作系統(tǒng)的運(yùn)行完全沒有錯(cuò)誤，或者在錯(cuò)誤出現(xiàn)的時(shí)候可以快速自動復(fù)位，并且避免在操作系統(tǒng)中使用不穩(wěn)定的模塊。
實(shí)時(shí)性是指系統(tǒng)能在確定的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行操作并對外部的異步事件做出響應(yīng)，比如汽車發(fā)生車禍時(shí)安全氣囊必須在極短的時(shí)間內(nèi)打開。一次正確的操作不僅要求邏輯功能上的正確，而且要求完成這些操作所花費(fèi)的時(shí)間在限定之內(nèi)。實(shí)時(shí)又分成硬實(shí)時(shí)和軟實(shí)時(shí)，硬實(shí)時(shí)要求任務(wù)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)必須完成，這由操作系統(tǒng)來保證;而軟實(shí)時(shí)要求事件響應(yīng)是實(shí)時(shí)的，并按照任務(wù)的優(yōu)先級，盡可能在短時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)需要調(diào)度一切可利用的資源完成有實(shí)時(shí)性要求的任務(wù)，其次才著考慮提高操作系統(tǒng)的整體效率。
隨著嵌入式系統(tǒng)越來越多得與外部連接，甚至是通過互聯(lián)網(wǎng)連接，其安全性也越來越受到關(guān)注。比如用掌上電腦進(jìn)行網(wǎng)上購物的時(shí)候，用戶的銀行帳號信息必須得到嚴(yán)格的保護(hù)。安全性具體是指要求嵌入式設(shè)備在與外部連接的過程中，其內(nèi)部的數(shù)據(jù)不會偶然或被惡意地破壞、更改或者泄露，維持嵌入式系統(tǒng)中信息的保密性和完整性。
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