嵌入式操作系统原理及应用
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1.1 嵌入式操作系统的发展历史

嵌入式操作系统的发展与嵌入式系统的发展类似,都是以嵌入式微处理器的发展为主线的。随着芯片的集成度越来越高,微处理器的性能越来越强,嵌入式操作系统也越来越复杂。从最初的嵌入式操作系统和应用程序开发的10:90完成功能比例到最近的90:10的比例(见图1.2),可以看出人们期望嵌入式操作系统完成越来越多的功能,期望具体应用的开发工作越来越简单。换句话说,人们期望嵌入式操作系统越来越智能,而应用程序开发越来越傻瓜。

图1.2 嵌入式操作系统在应用程序开发中所占的比例随时间的变化

嵌入式操作系统的发展经历了以下几个阶段。

第一阶段是无操作系统阶段。最初都是由应用开发程序员自己编写所有的程序,没有专门的操作系统可以使用。

第二阶段是简单操作系统阶段。

(1)一般操作系统阶段。随着微处理器的处理能力越来越强,集成了更多的存储空间,设备需要实现的功能越来越复杂,程序也越来越复杂,为了提高程序编写的效率,把一些常用的功能模块集成起来,就形成了最初的嵌入式操作系统。因此嵌入式操作系统一开始绝不是从通用操作系统划分出来的。

(2)实时操作系统阶段。因为运行在电子设备上,并不需要用户的交互,所以实时性成为嵌入式操作系统的特殊需求。随着工业自动化的发展,实时嵌入式系统越来越多,使实时嵌入式操作系统成为一个独立的分支而发展出来。

第三阶段是复杂操作系统阶段。从互联网出现开始,各种设备开始添加到网络连接之中,使网络协议的支持又被放到嵌入式操作系统中,形成网络操作系统。SoC技术的出现,使系统的集成性越来越高,多核出现在一个芯片封装中,从而对嵌入式操作系统也提出了新要求。

这三个阶段与计算机发展和嵌入式系统发展也是紧密结合的,具体见表1.1。

表1.1 计算机、嵌入式系统和嵌入式操作系统的发展