第4节 嵌入式操作系统的由来与特点
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更新于2008-05-15 19:06:04

嵌入式操作系统的由来
嵌入式处理器越来越复杂,软件功能也相应复杂,开始有了某些内存管理、设备管理、文件管理的需求。
商用嵌入式操作系统
  一类是专为嵌入式系统设计发展的实时操作系统,如VxWorks,eCos,Palm OS和uC/OS II等,
  第二类为由传统操作系统根据嵌入式系统特性改进而得操作系统,例如微软的WinCE以及各种嵌入式Linux系统。
嵌入式操作系统特点
确定性(Determinism)
响应性(Responsiveness)
用户控制(User control)
可靠性(Reliability)
软失败操作(Fail-soft operation)
确定性
实时软件对于外部事件的响应时间必须是实时的、确定的和可以重复实现的,不管当时系统内部状态如何,都是可预测的。
 一个测量操作系统确定性能力的指标是从一个高优先级设备中断到达到开始服务的最大延迟
  在非实时操作系统中,这个延迟可能是几十到数百毫秒;
  在实时操作系统中有一个明确的上界,从几个微秒到一毫秒不等。
响应性
响应性是在应答中断后,操作系统服务中断时间。
 初始化中断处理和开始执行中断服务程序(ISR)需要的时间。如果是要求一个进程切换的ISR执行,那么比在当前进程上下文中的ISR执行延迟更长时间。
 执行ISR需要的时间。这通常依赖于硬件平台。
 中断嵌套的作用。如果一个ISR可能被另一个中断的到达而中断,那么它的服务将被延迟。
响应时间
确定性和响应性共同构成了对于外部事件的响应时间。
响应时间对于RTOS是至关重要的,因为系统必须满足系统外部个人、设备或者数据流的定时要求。

  
用户控制
在一个典型的非实时操作系统中,用户或者不能控制操作系统的调度功能。
在RTOS中,允许用户精细控制任务优先级是基本功能。
  用户应该能够区分硬实时任务和软实时任务,并在每个类别中指定相对的优先级。
  一个RTOS还能够指定这类特征:如分页或者进程切换,哪些进程必须总是驻留在主存中,使用哪个磁盘传输算法,在各种优先级类别中的进程有哪些权利,等等。
可靠性
在非实时系统中一个瞬时错误可以简单地通过重新引导系统来解决
在多处理机非实时系统中一个处理机的失败可能在修复或代替该处理机之前造成服务级别的降低。
但是,实时系统需要实时响应和控制事件,性能的丧失或降低可能造成灾难性的后果
软失败操作
软失败操作是指这样一个特征,系统能够以这样一种方式失败,它能够尽可能地保留能力和数据。
  一个典型的传统UNIX系统,当它检测到内核数据的误用,在系统控制台上发出失败消息,将内存内容倒到磁盘用于以后的失败分析,同时终止系统的执行。
  与此相反,RTOS将试图或者纠正这个问题或者最小化它的影响,同时继续运行。典型情况下,系统通告用户或者用户进程,它将试图进行纠正动作,然后继续操作,或许此时降低了服务级别。 

 

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