操作系统常用嵌入式操作系统的理论分析

I

毕业设计论文

Graduation Design

2010—2014年

题目常用嵌入式操作系统的理论分析

分院 电信分院

专业班级学号

学生姓名

指导教师

起讫日期

常用嵌入式操作系统的理论分析

毕业设计论文原创性申明

本人郑重申明所呈交的毕业设计论文是本人在导师指导下独立进行的研究工作所取得的研究成果。设计论文中引用他人的文献、数据、 图件、资料均已在设计论文中特别加以标注引用除此之外本设计论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。毕业设计论文作者签名 日期年月日

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本毕业设计论文作者完全了解学院有关保留、使用毕业设计论文的规定同意学校保留并向国家有关部门或机构送交设计论文的复印件和电子版允许设计论文被查阅和借阅。本人授权华东交通大学理工学院可以将本设计论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编毕业设计论文。

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毕业设计论文作者签名指导教师签名

签字日期年月日签字日期年月

摘 要

在电子化和智能化的今天人们对电子产业的需求越来越多样化小到mp3PDA手机等数字化产品大到网络家电智能家电车载电子设备航空航天设备。都用到了嵌入式操作系统嵌入式操作系统是一中常用的操作系统在我们的生活需求应用非常广泛。同时嵌入式操作系统也是十分多样性的。嵌入式操作系统也有灵活的应用性和多样性针对不同的设备设计的不同嵌入式系统从而满足市场的多样化的需求。

常用的嵌入式操作系统有很多种本论文主要就以下几种我们常用的嵌入式操作系统进行分析:

嵌入式linux操作系统、Windows CE操作系统、VxWorks操作系统、 Palm O S操作系统。

本论文主要从以上几种常用的嵌入式操作系统的发展历史、应用领域和未来前景等方面进行研究。从而深刻了解常用嵌入式操作系统的实际意义。

关键词嵌入式 L inux操作系统理论

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常用嵌入式操作系统的理论分析

Abstract

In today's electronic and intelligent ,People demand for electronic industry is moreandmore diversified.we can use not noly mp3,PDA,mobile phones and other digitalproduc ts,b utalso the network appliances, intelligent home appliances,automotive electronicequipment,aerospace equipmentAll the things used in the embedded operating system.Theembeddedoperating system we used frequentlly are a lot.

This thesis mainly has the following kinds of the embedded operating system foranalysis:

VxWorks operating windows CE operating system、 、 Embedded Linux operatingsystemPalm OS operating system.system、 This thesis mainly from the development history ofthe above severalcommon embeddedoperating system,app lications and future prospects for research,so wecan understandthepractical significance of the commonly used embedded operating system.

Keywo rds: Emb edded;Linux;Operating system;Theory

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目 录

摘要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

ABS TRACT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2

目 录. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

引 言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

1嵌入式操作系统的介绍. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

1.1嵌入式操作系统的基本概念. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

1.2常用嵌入式操作系统的特点. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

1.2.1系统内核小. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

1.2.2专用性强. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

1.2.3系统精简. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

1.2.4高实时性. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

1.2.5多任务的操作系统. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

1.3常用嵌入式操作系统的应用领域. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

1.4嵌入式操作系统的发展趋势. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

2嵌入式LINUX操作系统的理论分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

2.1 L操作系统的定义. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 INUX

2.2操作系统的发展历程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 LINUX2.3操作系统的特

点. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 LINUX2.4L操作系统的重要分支A系

统. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 NDROIDINUX

2.4.1什么是Andro id系统. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

2.4.2 Andro id系统发展历程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

2.4.3 Andro id系统的版本. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

2.4.4 Andro id的软件支持. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

2.4.5 Andro id系统的优点. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

3 WINDOWS CE操作系统. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

3.1WCE操作系统的简介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 INDOWS

3.2WCE操作系统的发展. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 INDOWS

3.3WCE操作系统的特点. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 INDOWS

3.4WCE操作系统应用前景和发展未来. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 INDOWS

4 VXWORKS操作系统.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

3

常用嵌入式操作系统的理论分析

4.1VW操作系统简介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 ORKS X4.2VW操作系统重

要组成部分. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 ORKS X

4.3VW操作系统应用领域. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 ORKSX

5 PALM操作系统...........................................................17

5.1什么是P操作系统. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17 ALM 5.2P操作系统发展历

程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17 ALM

5.3POS操作系统的优缺点. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17 ALM

5.3.1 Palm优点. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

5.3.2 Palm缺点. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18

5.3P操作系统的应用领域和发展方向. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18 ALM

结 论. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21

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引 言

在二十一世纪的今天我们的生活可以说已经发生了很大的变化我们的生活现在已经和电脑息息相关了。对于我们很多人来说对计算机需求的已经不再仅仅是处理基本的办公文档对工作进行简单的管理和生成车间的计算机控制系统事实上在今天嵌入式技术发展越来月迅速各式各样的嵌入式操作系统设备在群体已经原因的超过了我们常用的计算机电脑其中应用的领域十分的广阔任何一个普通人都可能拥有从大到小的各种使用嵌入式技术的电子产品像音乐播放器个人电脑手机等数码产品还有像智能电视智能家居车载电子设备和电子导航设备等等。而在工业和服务领域当中使用嵌入式技术的机器智能机器人工业作业机器人人工智能也将逐渐改变传统的工业模式和人们的生活形式。

在嵌入式系统设备越来越普及的今天。我们去研究嵌入式操作系统的原理就显得非常的有必要了通过研究嵌入式系统的原理全面解析嵌入式系统设备从而可以推动嵌入式系统的发展还可以改善我们的生活水平和带动当今工业的发展从而进一步推动科技的发展步伐。

论文内容组织

本文围绕常用嵌入式操作系统进行研究共分以下几个部分。

一、具体介绍了什么是嵌入式操作系统嵌入式操作系统的有点和缺点、应用方面和基本的发展前景。

二、简要介绍几种常用的嵌入式操作系统。

三、重点分析了本论文介绍的几种常用的嵌入式操作系统的发展、应用领域和各自的特点。

四、对本论文做最后总结性结论。

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常用嵌入式操作系统的理论分析

1嵌入式操作系统的介绍

1.1嵌入式操作系统的基本概念

嵌入式操作系统Embedded Operating System也简称 EOS指的是一用运行在嵌入式设备的操作系统。嵌入式操作系统有着很好的软硬件机制能够很好的负责嵌入式操作系统的全部软硬件的关系处理嵌入式操作系统有着合理的硬件资源分配机制、有效的控制控制任务的调度、合理的协调和多任务并发处理等活动。嵌入式操作系统应用在我们的生活当中多种多样不同的嵌入式系统有着不同的性能嵌入式操作系统基本由系统驱动程序文件操作系统的内核文件图形界面基本的网络协议浏览器组件等组成。不同的嵌入式操作系统有着不同的系统特征不同的嵌入式操作系统安装不同的操作系统模块从而可以实现不同的系统所需要的功能。

1.2常用嵌入式操作系统的特点

1.2.1系统内核小

目前大部分嵌入式系统通常只实现某个模块的特点功能所以一般嵌入式系统的大小能够得到很好的控制 同时对系统资源的利用也很少正是由于这些精简因此嵌入式系统内核一般比普通的传统操作系统将小得多。有的嵌入式系统内核甚至可以小于10K.

1.2.2专用性强

不同的嵌入式操作系统应用在不同的嵌入式设备当中所以嵌入式操作系统的专用性也非常的强嵌入式操作系统正是有这样的特性所以其软件系统和硬件系统可以很好的结合从而实现高效率的运行。由于嵌入式操作系统的专用性的特性所以系统的移植的难度也加大了即使在同一厂家生成的类似的嵌入式系统设备中进行程序移植也可能要经过很大的修改不断的进行内核优化才能完美实现功能的移植。也可以这么说进行嵌入式系统的移植基本上可以算得上是对整个嵌入式系统的移植、翻新和修改。

1.2.3系统精简

一般的嵌入式系统大部分是针对某个特点设备而开发的所以一般整套的操作系统的内核和功能基本上不会全部用到正是由于这样所以针对不同的设备开发系统就需6

要进行不同的精简操作。所以嵌入式操作系统大部分都是好精简的。这样有多个好处既可以实现想要达到的系统设定的功能又可以节约成本同时 由于精简的系统这样的系统也比较安全。

1.2.4高实时性

高实时性也是嵌入式操作系统的常用的功能。因为嵌入式设备经常要不间断和实时处理基本的任务以提高工作效率。所以这对系统的要求也比较高嵌入式操作系统一般是固化在系统的储存设备上的这样可以大大提高实时性和速度同时也为操作系统的安全性提供更可靠的保障。

1.2.5多任务的操作系统

嵌入式操作系统同时具有多任务处理的特性现在多任务处理是操作系统的基本能力要求多任务处理能提高系统的运行效率。由于嵌入式操作系统可以脱离在操作系统直接运行在设备上。这样就大大的利用设备的性能更好的调度系统的机制、任务更好的利用系统资源这样的充分利用设备就可以进行更多的任务处理节省了成本和开支。

1.3常用嵌入式操作系统的应用领域

嵌入式操作系统的应用涉足的领域众多一般的常用嵌入式操作系统的应用方面有运行在一般个人电脑上的L inux操作系统这个操作系统有良好的安全性通常应用在服务器上还有个人电脑上。还有运行于移动设备上的基于L inux操作系统开发的And ro id操作系统Andro id在移动设备上的应用有着很大的份额常用的有手机、平板电脑、路由器、电视等设备。基于移动设备的嵌入式操作系统还有微软公司俄日掌上设备而开发的Windo ws C E操作系统黑莓公司的Palm操作系统等。还有应用在大型设备中或军事领域的操作系统VxWorks这个操作系统一般用于航空航天事业、国防安全等。从上面我们可以看出嵌入式操作系统应用十分广泛基本应用于与我们生活息息相关的领域。

1.4嵌入式操作系统的发展趋势

嵌入式操作系统有着很多其它普通电脑操作系统不具备的优点所以未来嵌入式操作系统的发展有着很好的前景、形式一片大好。

由于常用嵌入式操作系统的有着很强的定制性所以可以针对不同的设备定制不同的嵌入式操作系统这样可以大大的缩减成本提高效率。同时也可以进行多层次的系统定制从而实现多层次的应用这个方向的发展潜力巨大。由此可以看出嵌入式系统的以后会越来越走向定制化。

嵌入式操作系统的内核一般都比较小这样的设备功耗一般都比较低这样可以支持小型的电子产品这使得产品的尺寸可以设计的更美观提高的产品的可用性的同时又降7

常用嵌入式操作系统的理论分析

低的产品的生成成本。维护成本也可以进一步的得到降低。嵌入式操作系统的内核有着很好的独立性所以可以脱离一般的计算机独立运行这样就削减了成本使得嵌入式系统可以运行在不是一般的计算机设备之上大大的减少了系统开销。这样的嵌入式设备以后会越来越小、成本原来越低。

在这个越来越网络化的今天嵌入式操作系统和嵌入式设备也应该实现网络化这样有利于嵌入式更好的发展在嵌入式设备上添加网络协议增加联网模块功能可以使得我们这个嵌入式设备越来越智能同时嵌入式操作系统非常容易开发和植入联网模块一般的嵌入式操作系统都支持TC P/UDP/IP/PPP等协议这

样就使得联网实现的成本很低。

常用嵌入式操作系在今天发展的越来越来市场地位也越来越高。因此用一个合理的标准去规范嵌入式操作系统可以说是非常必要的。制定一个标准去规范嵌入式操作系统的发展这有这样才能使得嵌入式操作系统更好的良心发展更好的发展。

8

2嵌入式Linu x操作系统的理论分析

2.1 Linux操作系统的定义

L inux操作系统是一套免费的操作系统任何人都可以从网络下载到 L inux操作系统是基于U n ix操作系统慢慢改进修改而来L inux操作系统是可以支持多任务多线程多用户的操作系统 L inux操作系统还支持多个处理器同时工作因为L inux操作系统是基于U n ix操作系统慢慢改进修改而来的这样就可以很好的兼容UN IX操作系统的应用程序和网络协议 L inux操作系统有32位和64版本是一个稳定安全的操作系统。

2.2 linux操作系统的发展历程

在九十年代初期 当时有一个芬兰的大学生名字叫L inu s他热衷于学习当时的一种很出名的M inix操作系统于是他就攒钱买了一台在当时算很不错的486微机电脑进行研究学习但是在学习过程中他发现M inix当中有很多功能没有很完善认识到这点于是他就自己动手修改 自己准备重新编写一个全新的功能更强的操作系统这个操作系统就是最开始的L inux操作系统的雏形后来慢慢演变成L inux操作系统的内核系统。有了开头 L inu s就慢慢开始在坚持完善L inux内核使之功能越来越强大越来越完善 由于L inux内核是基于M IN IX系统开发而来的所以MIN IX系统上的程序可以很容易的移植到L inux系统上运行 当L inux越来越成熟时很多人就开始在L inux系统开发L inux的内核这样更加完善了L inux操作系统了。由于受制于当时的商业协议同时开发者为了让L inux可以使用在商业用途上 L inu s于是打算修改原本的协议不让它和以前的有冲突为了改变这个情况 Linus觉得使用新开发的GNU GPL协议用来取代原来的协议。

L inux发布第一个版本的时候人们把它称之为F re a x这有着开放和奇异的的意思 同时也符合L inux系统的特点后来人们觉得这个名字不好听 由于是由L inu s最开始开发而来的所以人们就把这个系统的名字结合F re a x这个词