1.4.2 嵌入式操作系统

嵌入式操作系统是嵌入式系统中的重要软件，介于应用程序与硬件之间，向上为应用程序提供使用硬件的接口，向下管理控制硬件。

嵌入式操作系统一般仅指操作系统的内核，通常只包括任务管理、存储管理、设备管理与存储器管理等内核模块，窗口界面、文件以及通信协议等模块则不被包括，根据需要选用。实际上，在嵌入式系统中，除了核外模块可根据需要进行裁剪外，内核也需要是可裁剪的，一方面是因为嵌入式系统的需求千差万别，另一方面嵌入式系统要求软、硬件必须精简，不允许有多余的成分，否则易于引起成本增加或可靠性下降。

大多数嵌入式系统应用在实时环境中，因此嵌入式操作系统跟实时（Real-Time）操作系统往往关联在一起，但嵌入式操作系统并非都是实时系统。实时又分为硬实时与软实时两类，一些嵌入式系统，如火箭发射、轮船控制等要求操作系统是硬实时的，另一些嵌入式系统，如手机、PDA与订票系统等，只需软实时甚至非实时都可以。

嵌入式操作系统有近百种，典型的有Linux、Windows CE、VxWorks、Psos、Palm OS、OS-9、LynxOS、QNX、LYNX与µC/OS-II等，下面选取其中具有代表性的几种做一简单介绍。

（1）VxWork

VxWork是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统（RTOS），具有良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境，在嵌入式实时操作系统领域牢牢占据着一席之地。显著特点是：可靠性高、实时性和可裁减性好，支持多种处理器，如x86、i960、Sun Sparc、Motorola MC68xxx、MIPS、PowerPC等。

（2）Windows CE

Windows CE是微软开发的一种针对小容量、移动式、智能化32位设备的模块化嵌入式操作系统，主要用于手机、掌上电脑、GPS等。其特点是不够实时，属于软实时操作系统，但由于其Windows背景，界面与Windows相似，用户容易上手。

（3）Palm OS

Palm OS是著名的网络设备制造商3COM旗下的Palm Computing公司的产品，主要针对PDA开发的操作系统，在PDA市场上占有很大的市场份额，市场份额曾经占到将近90%，后来由于Windows CE，尤其是Android的有力竞争，其市场份额急剧下降。

（4）QNX

QNX是加拿大QNX公司的产品，是一个实时的、可扩充的操作系统，部分遵循POSIX标准，图形界面功能强，适合作为机顶盒、手持设备（掌上电脑、手机）、GPS设备的操作系统。

（5）µC/OS-II

µC/OS-II是源码开放、可裁减、结构小巧、抢先式、多任务（64个任务，分0~63级）的一款硬实时操作系统。其内核最小可到2K，包括信号量、消息队列及相关函数等全部功能的内核仅为6~10K，已移植到40多种处理器上。但其不支持文件系统，无GUI，适用于小型控制系统。可靠性已经过美国联邦航空管理局认证，可用于商用飞机。

关于µC/OS-II的更多介绍请参见第5章。

（6）Linux

Linux源码开放、内核小、功能强大（尤其是网络功能）、运行稳定、系统健壮、效率高、易于定制剪裁、支持CPU芯片多，在嵌入式领域得到广泛应用的操作系统。

（7）Android

Android为针对手机应用开发的开源操作系统，以Linux为内核，分为内核、中间件、应用程序框架与应用程序四层。除了手机，目前Android还在平板电脑中受到广泛使用。

目前在嵌入式领域使用最广泛的是Linux与Android，但嵌入式领域需求差别很大，不同的应用有不同的需求，没有最好，只有最适合。