細看嵌入式操作系統

嵌入式系統以應用為中心，而嵌入式操作系統是嵌入式系統應用中的核心。

嵌入式系統是一種應用范圍非常廣泛的系統，可以這樣理解，除了桌面計算機和服務器外所有計算設備都屬于嵌入式系統。從便攜式音樂播放器到航天飛機上的實時系統控制都屬于嵌入式系統。

“嵌入式系統從技術上有人把它說得很玄，給人的感覺就好像是一項最新技術，其實不是這樣的。”中國軟件行業協會嵌入式系統分會副理事長兼秘書長郭淳學告訴記者。

從上世紀80年代，英特爾研制出了4004微處理器開始，嵌入式系統就開始應用了，后來又出現了單片機，嵌入式系統應用開始變得廣泛。新、老一代嵌入式系統的區別在于軟件方面有無操作系統支持。另外，新一代嵌入式系統在集成度方面也提高很多。

嵌入式系統是以應用為中心，整合了計算機軟件、硬件技術，通信技術和微電子技術，嵌入式系統主要由嵌入式微處理器、外圍硬件設備、嵌入式操作系統以及應用程序等四個部分組成。而嵌入式操作系統是嵌入式系統應用的核心。

走出認識誤區

嵌入式操作系統（Embedded Operating System）是一種實時的、支持嵌入式系統應用的操作系統軟件，它是嵌入式系統（包括硬、軟件系統）極為重要的組成部分，通常包括與硬件相關的底層驅動軟件、系統內核、設備驅動接口、通信協議、圖形界面、標準化瀏覽器Browser等。

“目前社會上對嵌入式操作系統的認識有一些誤區，一些人認為沒有操作系統就不能稱作嵌入式系統，我覺得這種提法不準確。”郭淳學指出。

早期大部分的嵌入式系統并不需要操作系統，這和應用的功能有關系, 例如洗衣機、微波爐等，這樣的系統只需要一道控制程序管好幾個按鍵、指示燈和數碼管就可以了。

以前許多MCS51系列單片機組成的小系統就只是利用軟件實現簡單的控制環路。加之微處理器等硬件的限制,如: 微處理器只有4位或8位, 內存太小等, 根本沒有操作系統生存的空間。

“近年來，信息家電、數碼產品、智能手機及各種掌上型多媒體設備成為IT產業的潮流，操作系統就顯得很必要。”

實時多任務特點

目前，嵌入式操作系統的品種較多，僅用于信息電器的嵌入式操作系統就有40種左右，其中較為流行的主要有： Windows CE、Palm OS、Real-Time Linux、VxWorks、pSOS、PowerTV等。

與通用操作系統相比較，嵌入式操作系統在系統實時高效性、硬件的相關依賴性、軟件固態化以及應用的專用性等方面具有較為突出的特點。

大多數嵌入式系統都是實時系統，而且多是強實時多任務系統，要求相應的嵌入式操作系統也必須是實時操作系統。

實時操作系統作為操作系統的一個重要分支已成為研究的一個熱點，主要探討實時多任務調度算法和可調度性、死鎖解除等問題。

特殊的開發調試環境。提供完整的集成開發環境是每一個嵌入式系統開發人員所期待的。一個完整的嵌入式系統的集成開發環境一般需要提供的工具是編譯/連接器、內核調試/跟蹤器和集成圖形界面開發平臺。其中的集成圖形界面開發平臺包括編輯器、調試器、軟件仿真器和監視器等。

嵌入式操作系統具有通用操作系統的基本特點，能有效管理復雜的系統資源，并且把硬件虛擬化，使得開發人員從繁忙的驅動程序移植和維護中解脫出來。

發展需要創新

國外嵌入式操作系統的發展已經成熟，國內的嵌入式操作系統因為起步較晚，目前研究開發主要是基于國外操作系統二次開發和自主開發的嵌入式操作系統兩種類型。

“國內廠商在嵌入式操作系統的研發上一定要有自主知識產權，要有創新，應該鼓勵企業申請專利，避免一些重復建設。”郭淳學認為。

隨著嵌入式系統的功能日趨復雜，硬件所提供的條件也逐步完善，選擇嵌入式操作系統也就顯得越發要了。

到了高端產品的階段，采用商業化嵌入式操作系統是最經濟可行的方案，而這個階段的應用也為嵌入式操作系統的發展指出了方向。

“雖然暫時還沒有領先的技術優勢，但從人員素質來看，國內從業人員技術開發實力素質和技術實力還是很不錯的。如果能進行廣泛的社會培訓，加之嵌入式軟件的市場和發展空間都很大。嵌入式系統會有很廣闊的前景。”郭淳學說．

嵌入式市場會對嵌入式操作系統的發展不斷提出需求，因此嵌入式軟件會變得更加先進。它會向智能化、數字化、網絡化方向進一步發展。

中國軟件行業協會嵌入式系統分會副理事長兼秘書長

郭淳學

■ 移動終端帶動應用

手機作為人們通話、娛樂、獲取信息的重要工具之一，深受到人們的喜愛。智能手機一詞近兩年來也頻繁出現，百度一下“智能手機”，搜索到相關網頁竟達約八百多萬篇。

智能手機提供了足夠的屏幕尺寸和帶寬，既方便隨身攜帶，又為軟件運行和內容服務提供了廣闊的舞臺，很多增值業務可以就此展開，如：股票、交通、商品、應用程序下載、音樂圖片下載等。

智能手機之所以具有如此強大的功能，這與它采用了功能強大的嵌入式操作系統不無關系。

手機中嵌入式操可以分為兩大部分：一部分為操作系統內核，即實時執行程序；另一部分是輸入輸出部分(I/O)。而嵌入式系統對I/O的需求通常來講都比較小，因此很多手機操作系統本質上就是一個實時執行程序。

手機操作系統具有操作系統的基本特征，它可以有效地管理復雜的系統資源；能夠把硬件虛擬化，尤其面對日趨增多的嵌入式處理器，如果與常用的桌面操作系統相比，手機操作系統在占用存儲空間、可靠性等方面卻具有非常鮮明的特征。

“但是，從手機行業來說，由軟硬件組成的系統，絕大部分又都不是國產的。嵌入式軟件是由操作系統和許多應用軟件組成的，所以就整個嵌入式系統而言，完全國產的還很少。”郭淳學說。