嵌入式操作系统的内核
嵌入式操作系统技术现状（续）
可靠性和高可用 采用的主要技术：
利用存储管理单元（MMU）、用户态和核心
态机制，实现操作系统与应用程序的隔离， 以及应用程序和应用程序之间的隔离，以防 止应用程序破坏操作系统的代码、数据。
嵌入式操作系统的发展趋势
体系结构向微内核方向发展
可伸缩、可移植、可剪裁、可配置
DeltaCORE2.0是一个强实时、嵌入式多任务操作 系统内核。其目标CPU为Intel® 80x86， ARM,MPC860,MIPS运行方式为平面保护模式（flat protected mode），适用于内存要求较大、可靠性 要求较高的嵌入式系统。 DeltaCORE2.0的任务响应时间快速、确定，并 且不随负载大小改变。DeltaCORE2.0提供任务扩 展处理接口，用户可以通过这些接口扩展内核处理 任务的功能。DeltaCORE2.0绝大部分源代码用C语 言编写，具有良好的可移植性。DeltaCORE2.0提 供系统配置表，用户可以根据应用的具体情况配置 内核的规模。
适应不同的嵌入式硬件平台，具有可移 植、可伸缩能力。 采用的主要技术： 编程语言普遍采用高级语言实现，主 要以C语言为主。 体系结构采用分层和模块化结构或微 内核结构。
嵌入式操作系统技术现状（续）
分层和模块化结构，将操作系统分为：
硬件无关层
硬件抽象层Байду номын сангаас 硬件相关层
每层再划分功能模块 移植工作集中在硬件相关层，与其余两层无关
嵌入式操作系统从八十年代初出现商业化 产品，经过近二十年的发展，到目前为止， 国际市场上已出现了近百个嵌入式操作系 统家族，支持不同处理器的200多个产品。 强实时 弱实时
3 COM的PalmOS、 微软的Windows CE、 版本众多的嵌入式Linux。
Wind River公司的VxWorks pSOS+
IEEE的实时UNIX分委会认为实时操作系统应具备 以下的几点： 1.异步的事件响应 2.切换时间和中断延迟时间确定 3.优先级中断和调度 4.抢占式调度 5.内存锁定 6.连续文件 7.同步
嵌入式操作系统
嵌入式操作系统常常有实时要求
早期:嵌入式操作系统 = 实时操作系统
近期: 1)手持计算机和掌上计算机的出现; 2)CPU速度的提高; 3)常规操作系统增加实时进程调度的支持,如 POSIX.4
Microtec Research公司(MRI)的VRTX
嵌入式实时操作系统正向实时超微内 核、定制化（ASOS）和支持无线网络、低 功耗及动态加载等方向发展。
超微内核是一种非常紧凑的基本内核代码层, 为嵌入式应用提
供了可抢占, 快而确定的实时服务, 在它的基础上可以灵活地构 造各种类型的、与现成系统兼容的、可伸缩的嵌入式实时操作 系统。因此能满足应用代码的可重用和可伸缩性(scalability)的需 求。
嵌入式操作系统的内核
嵌入式操作系统发展
近十年来，嵌入式操作系统得到飞速的发展
从支持8位微处理器到16位、32位甚至64位
微处理器；
从支持单一品种的微处理器芯片到支持多品种
微处理器芯片；
从只有内核到除了内核外还提供其他功能模块，
如文件系统，TCP/IP网络系统，窗口图形系
统等。
嵌入式操作系统技术现状
功能的伸缩集中在模块上，从而确保了系统具
有良好的可移植性和可伸缩性。
嵌入式操作系统技术现状（续）
良好的实时性:时间确定性是嵌入式实时操作系 统必备的特点，特别对于强实时嵌入式系统而 言尤为重要。 采用的主要技术： 采用实时调度算法。主要采用静态优先级的 可抢占式调度、比率单调算法等。 采用内存静态分配策略和零拷贝技术保证确 定性。 内存管理不采用虚存管理机制 采用优先级继承和优先级天花板两种技术解 决优先级反转（倒置）问题
行业的标准：多种操作系统平台，应用决定操 作系统 结构紧凑、功能强大 高可用（High Available）、高可靠（High Reliable ）、支持多处理器和分布式计算 可动态加载和升级软件 与开发工具有机的结合起来
行业标准
行业性嵌入式软硬件平台 嵌入式系统是以应用为中心的系统， 不会象PC一样只有一种平台 吸取PC的成功经验，形成不同行业的 标准。 统一的行业标准具有开放、设计技术 共享、软硬件重用、构件兼容、维护 方便和合作生产的特点，是增强行业 性产品竞争能力的有效手段。
1.嵌入式实时系统基础
实时计算（real-time computing）是许多重要应 用领域中的关键技术。这些领域包括：过程控制、 核电站、智能车辆公路系统、航空、飞行控制、 通信、多媒体、办公自动化、自动化控制、计算 机外设、消费电子、实时模拟、虚拟现实、医疗 应用和军事等。几乎所有的安全关键（safety critical）系统和许多嵌入式计算机系统都是实时 系统。实时计算正变得越来越重要和普遍。
嵌入式操作系统 <>实时操作系统
实时操作系统可以分为两种：一般实时操作 系统和嵌入式实时操作系统
嵌入式实时操作系统的发展
嵌入式实时操作系统得到飞速的发展， 从支持8位微处理器到16位、32位甚至64位， 从支持单一品种的微处理器芯片到支持多 品种微处理器芯片, 从只有实时内核到除了 内核外还提供其他功能模块如：高速文件 系统，TCP/IP网络系统，窗口系统。
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火警系统
医疗诊断和 实验自动化
机器人 控制器
语音和 声音系统
过程模拟和 网络控制
遥感勘测 控制地震 分析
过程 控制系统 和 工业 自动化
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飞行模拟
图2-1
实时应用对响应时间的 需求
2.嵌入式实时操作系统及发展
广泛使用的有三种操作系统即多道批处理操作系 统、分时操作系统以及实时操作系统。 多道批量处理系统一般用于计算中心较大的计 算机系统中。由于它的硬件设备比较全，价格较 高，所以此类系统十分注意CPU及其它设备的充 分利用，追求高的吞吐量，不具备实时性。分时 系统的主要目的是让多个计算机用户能共享系统 的资源，能及时地响应和服务于联机用户，只具 有很弱的实时功能，
