嵌入式實時系統(tǒng)及其在通信系統(tǒng)中的應用

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

　　
　　因為在技術上與通用計算機系統(tǒng)有很多不同，因此，本文首先介紹了嵌入式系統(tǒng)的基本概念及其關鍵技術，并結(jié)合在通信系統(tǒng)中的應用說明其技術特點及可應用性。
1 嵌入式實時系統(tǒng)
　　嵌入式系統(tǒng)內(nèi)容包含一個或多個控制用的CPU以及針對特定應用環(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時間很短的嵌入式系統(tǒng)叫做“嵌入式實時系統(tǒng)”;應用于嵌入式實時系統(tǒng)的操作系統(tǒng)叫做“嵌入式實時操作系統(tǒng)”;相應的應用程序叫做“嵌入式時應用程序”。
　　1.1 嵌入式實時系統(tǒng)的構(gòu)成
　　嵌入式實時系統(tǒng)包括硬件和軟件兩個方面，由硬件平臺、嵌入式實時操作系統(tǒng)及其他系統(tǒng)軟件模塊、實時應用程序三個部分組成。如圖1所示。
　　1.1.1 硬件平臺
　　嵌入式實時系統(tǒng)的硬件平臺通常以為能緊湊、專用性強的CPU為核心同時結(jié)合少量的外轉(zhuǎn)圍設備，具有應用相關性，即多樣性的特點。
　　1.1.2 嵌入式實時操作系統(tǒng)及其他系統(tǒng)軟件模塊
　　操作系統(tǒng)和其他系統(tǒng)軟件介于硬件和應用程序之間，負責調(diào)度并管理實時應用程序，并完成對硬件的控制和操作。
　　1.1.3 實時應用程序
　　實時應用程序是基于嵌入式實時操作系統(tǒng)、利用操作系統(tǒng)提供的實時機制完成特定的嵌入式實時系統(tǒng)具體功能的應用程序。
　　在以上三個部分中，嵌入式實時操作系統(tǒng)是嵌入式實時系統(tǒng)的核心，是應用程序開發(fā)和運行的平臺，是嵌入式實時系統(tǒng)區(qū)別于其他通用計算機系統(tǒng)的集中體現(xiàn)，也是推動嵌入式實時系統(tǒng)廣泛應用的關鍵因素。
　　1.2 嵌入式實時操作系統(tǒng)的特點
　　除了具有操作系統(tǒng)的共性以外，為適應“嵌入式實時”應用，嵌入式實時操作系統(tǒng)還具有實時性、微內(nèi)核結(jié)合擴展模塊實現(xiàn)通用性與可配置性、操作系統(tǒng)不對外設作假設等突出特點。