嵌入式操作系統介紹
時間：2023-10-23 來源：華清遠見
隨著時代發展人類文明的進步，社會發展統一的方向就是快捷、方便的生活節奏，其中互聯網起到了舉足輕重的作用。如：網絡購物、網絡學習、網絡社交等等，充斥著人們的生活方方面面。在互聯網的飛速發展的今天，人們對定制化、個性化的產品需求與日俱增，如 聊天機器人、智能貓眼、智能家居、物聯網等。其中有一個技術對互聯網的發展起到了十分重要的作用。這個技術就是嵌入式技術。以下是對嵌入式及其嵌入式操作系統的簡單介紹。
首先我們要明白什么是嵌入式，官方定義為：以應用為中心，計算機技術為基礎，軟硬件可裁剪，對功耗、體積、成本、穩定性有嚴格要求的專用計算機系統。
那什么是以應用為中心？意思是說我們的產品的主要作用是什么？比如電子手表是用來計時的，不能拿電子手表當計算器用(即便計算器和電子手表都是電子產品)。再比如空調的遙控器不能控制汽車門鎖，再或者車載電腦不能用來做PPT。已應用為中心的核心就是這個產品的主要作用是什么。
什么是軟硬件可裁剪呢？熟悉計算機的同志都知道我們的PC機在安裝操作系統時由于適配問題需要自己安裝一些設備驅動，如 聲卡驅動或網卡驅動。以路由器為例，我們的路由器上也跑著一個操作系統(ClearOS、Endian、Untangle、RouterOS等)。操作系統共有5大功能：1.文件管理 2.進程管理 3.內存管理 4.網絡管理 5.設備管理。我們在使用路由器時一般不需要有顯示器、和揚聲器及鍵盤鼠標等設備，所以我們在向路由器移植操作系統時可以將顯卡、聲卡、鍵盤鼠標等外設驅動不進行系統內核編譯，此類操作叫做軟件裁剪。當然既然沒有顯卡、聲卡等外設在設計PCB時自然可以將相應的設備接口裁剪掉，此類操作稱為硬件裁剪。
那么功耗、體積、成本、穩定性的含義就不難理解了，我們的產品總不能功耗高、體積大、成本高、穩定性差吧！如果這樣的話企業早晚Game over。
那專用計算機系統指的是什么呢？我們知道計算機系統分為硬件系統(運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備)，和軟件系統(操作系統、服務程序、用戶APP等)。專用計算機系統和以應用為中心所指基本相似，以汽車ECU為例 大眾PASSAT發動機的ECU不能使用在大眾BORA發動機上(即便是同廠家的汽車也是無法通用的，PASSAT的ECU就是PASSAT的，BORA 的ECU就是BORA的)凸顯了專用性，再或者汽車的ECU不能用在坦克上也是同樣的道理。
總的來說，嵌入式技術就是一個專門解決人類生活需求的高端IT技術。本質是將人類的想法嵌入到芯片中，讓芯片(或稱機器)按照人類的想法工作，達到方便人類生活或工作的目的。
嵌入式是一個軟硬件通吃的技術，與傳統互聯網開發不同，不僅要關注軟件代碼的邏輯性，還要關注軟硬件的適配性。
嵌入式既然是專用計算機系統，計算機系統又分為軟件系統和硬件系統。那接下來我將簡單介紹一下嵌入式軟件系統中的操作系統。
嵌入式操作系統種類很多(Wince 、VxWorks 、linux 、uCos 、PalmOS等)
Wince
Windows CE（也稱為 Windows Embedded Compact）是一種基于 Windows 操作系統的嵌入式操作系統。以下是 Windows CE 的一些主要特點：
可移植性：Windows CE 支持多種 CPU 和平臺，包括 x86、ARM、MIPS 等。
小巧靈活：Windows CE 的內核非常小巧，可以在非常有限的硬件資源下運行。此外，Windows CE 可以定制，可以根據具體應用的需要裁剪內核，使其更加適合嵌入式設備。
實時性：Windows CE 支持實時操作系統（RTOS）功能，可以在實時要求較高的應用中使用。
多任務支持：Windows CE 支持多任務并發執行，可以同時運行多個應用程序。
易開發：Windows CE 可以使用 C++、Visual Basic、C# 等多種編程語言進行開發，并提供了完整的開發工具鏈和開發文檔。
兼容性：Windows CE 可以與標準 Windows 應用程序兼容，并支持許多標準 Windows API。
安全性：Windows CE 有內置的安全機制，可以保護嵌入式設備免受惡意軟件和攻擊。
VxWorks
VxWorks 是一種實時操作系統（RTOS），主要用于嵌入式系統和嵌入式應用程序。以下是 VxWorks 的一些主要特點：
實時性：VxWorks 可以提供極高的實時性和可靠性，支持微秒級響應和處理能力。
可移植性：VxWorks 可以運行在多種硬件平臺上，并支持多種 CPU 架構，如 ARM、MIPS、PowerPC 等。
內存保護：VxWorks 提供內存保護和故障隔離機制，可以防止應用程序之間的干擾和內存訪問錯誤。
多任務支持：VxWorks 可以支持多個任務同時運行，并可以實現任務間的通信和同步。
易開發：VxWorks 提供了完整的開發工具鏈和 API 庫，可以使用 C、C++ 等編程語言進行開發。
網絡支持：VxWorks 提供了完整的網絡支持，包括 TCP/IP 協議棧、套接字庫、Web 服務器等。
實時調試：VxWorks 提供實時調試功能，可以在程序運行的過程中進行調試和分析。
VxWorks 是一種高度可定制、可靠、高性能的實時操作系統，適用于嵌入式系統和實時應用程序。
linux
Linux 是一種廣泛使用的開源操作系統，在嵌入式系統中也有著廣泛的應用。以下是 Linux 嵌入式操作系統的主要特點：
開源：Linux 是一種開源操作系統，用戶可以自由獲取源代碼并進行修改和定制，因此可以根據具體應用的需要進行定制。
可移植性：Linux 支持多種處理器架構，包括 ARM、x86、MIPS 等，因此可以運行在多種硬件平臺上。
穩定性：Linux 是一個穩定、可靠的操作系統，能夠在嵌入式設備上長時間運行。
多任務支持：Linux 可以支持多個任務同時運行，同時提供了豐富的進程和線程管理機制。
易開發：Linux 提供了豐富的開發工具鏈和開發文檔，并支持多種編程語言，如 C、C++、Python 等。
網絡支持：Linux 提供了完整的網絡支持，包括 TCP/IP 協議棧、套接字庫、Web 服務器等。
社區支持：由于 Linux 是一個開源項目，因此有一個龐大的社區支持，用戶可以從社區獲取支持和解決問題。
Linux 是一種開源、可移植、穩定、可靠、易開發、有豐富的網絡支持和社區支持的操作系統，適用于嵌入式系統和嵌入式應用程序。
uCos
uC/OS（Micro-controller Operating Systems）是一種小型實時操作系統，主要用于嵌入式系統和嵌入式應用程序。以下是 uC/OS 的一些主要特點：
可移植性：uC/OS 可以運行在多種硬件平臺上，并支持多種 CPU 架構，如 ARM、MIPS、PowerPC 等。
實時性：uC/OS 提供了高實時性和可靠性，支持微秒級響應和處理能力。
內存管理：uC/OS 提供了靈活的內存管理機制，可以根據應用程序的需要進行定制。
多任務支持：uC/OS 可以支持多個任務同時運行，并可以實現任務間的通信和同步。
易開發：uC/OS 提供了完整的開發工具鏈和 API 庫，可以使用 C、C++ 等編程語言進行開發。
小型化：uC/OS 是一種小型的實時操作系統，具有小內核和小的存儲占用。
高效性：uC/OS 的設計和實現都注重效率和性能，可以在有限的資源下提供高效的運行和處理能力。
uC/OS 是一種小型、高效、實時、可移植、易開發、靈活的嵌入式操作系統，適用于各種嵌入式系統和實時應用程序。
PalmOS
PalmOS 是一種已經停止開發的嵌入式操作系統，主要用于 PalmPilot 手持設備和其他 PDA（個人數字助理）設備。PalmOS 的開發停止于2009年。在2009年，Palm 公司發布了一種新的操作系統 Palm webOS，這是一種基于 Linux 內核的全新操作系統，取代了 PalmOS。隨后，Palm 公司被惠普公司收購，PalmOS 的開發也被停止。雖然 PalmOS 已經停止開發，但其在歷史上對嵌入式操作系統的發展和普及仍有重要的貢獻。以下是 PalmOS 的一些主要特點：
簡單易用：PalmOS 設計簡單，易于使用，可以快速學習和掌握。
穩定性：PalmOS 是一個非常穩定的操作系統，可以長時間運行。
應用程序豐富：PalmOS 有大量的應用程序可供下載和使用，包括日歷、電子郵件、游戲、文件管理器等。
內存管理：PalmOS 提供了靈活的內存管理機制，可以根據應用程序的需要進行定制。
多任務支持：PalmOS 可以支持多個任務同時運行，并可以實現任務間的通信和同步。
易開發：PalmOS 提供了完整的開發工具鏈和 API 庫，可以使用 C、C++ 等編程語言進行開發。
小型化：PalmOS 是一種小型的嵌入式操作系統，具有小內核和小的存儲占用。
PalmOS 是一種簡單易用、穩定、內存管理靈活、多任務支持、應用程序豐富、小型化的嵌入式操作系統，適用于個人數字助理和其他手持設備。
