嵌入式操作系统

嵌入式操作系统是一种专为嵌入式计算机系统设计的计算机操作系统。这些操作系统被设计为 小巧、资源高效、可靠 ，并减少了许多特定应用程序不需要的功能。

运行嵌入式操作系统的硬件通常资源受限。嵌入式硬件系统通常非常特定，这意味着这些系统是为了应对由于资源有限而设计的特定任务。

在本文中，您将了解嵌入式操作系统及其类型和许多其他特性。

什么是嵌入式操作系统

嵌入式操作系统是一种专为嵌入式计算机系统设计的计算机操作系统。它的功能有限。术语”嵌入式操作系统”也指”实时操作系统”。设计嵌入式操作系统的主要目标是执行特定于非计算机设备的任务。它允许执行编程代码，以便访问设备以完成其工作。

嵌入式操作系统是软件和硬件的结合体。它通过多种格式（如 图像、文字 和语音）生成容易为人类理解的结果。嵌入式操作系统是通过编程代码开发的，这有助于将硬件语言转换为软件语言，如C和C++。

嵌入式操作系统通过控制所有硬件资源并将响应时间最小化，改善了整体效率，以用于设备构建的特定任务。

嵌入式系统如何工作

人们常常好奇嵌入式系统的工作原理，因为嵌入式软件开发人员有很高的需求与复杂产品技术，提供了机会。与加载或运行应用程序的台式电脑不同，嵌入式操作系统专为少量任务构建，通常在设备上处理单个应用程序。

由于操作系统功能的有限范围，它必须可靠且与其规模、处理能力和需求协调运行。特定的应用程序对最终产品的功能来说至关重要。Wind River VxWorks、嵌入式Linux和Android、以及QNX都是商业和工业应用中顶级的嵌入式操作系统。

嵌入式操作系统的历史

阿波罗导航计算机（AGC）在20世纪60年代推出了嵌入式操作系统，而Linux和Android则是市场上较新的发展。AGC是一个非营利组织, 为每个阿波罗指令模块（ACM）和阿波罗登月舱（ALM）安装了嵌入式操作系统。AGC为航天器的导航、引导和控制提供计算和电子接口。

从那时起，嵌入式计算机系统已经走过了很长的路程，并且随着8位到16位，最终到32位微控制器技术的发展，这个演进似乎还远未结束。由于嵌入式计算机系统变得越来越复杂，操作系统对于有效管理嵌入式软件变得至关重要。

嵌入式操作系统的类型

有各种类型的嵌入式操作系统。其中一些如下：

实时操作系统

实时操作系统（RTOS） 是一种确定性操作系统，具有有限的功能，通过在设定的时间限制内提供处理的输出来允许多线程应用程序。由于某些应用程序对时间非常敏感，它们必须在预期的时间内执行，以保持整个系统的正常运行。

实时操作系统依赖于时钟中断。这个系统产生 中断服务例程（ISR） 产生的中断。为了执行所有类型的进程，设置了 RTOS 的优先级系统。进程和 RTOS 是同步的，可以相互通信。由于这种芯片可以长时间存储数据，因此 RTOS 存储在 只读存储器（ROM） 芯片上。

多任务操作系统

多任务操作系统可以同时执行多个任务。在多任务操作系统中，多个任务和进程同时运行。如果系统包含多个处理器，它可以执行各种功能。

多任务操作系统在多个任务之间切换。一些任务正在等待事件发生，而其他任务正在接收事件并准备运行。在使用多任务操作系统时，软件开发更加容易，因为不同的软件组件可以相互独立地制作。

抢占式操作系统

解释任务抢占的多任务操作系统称为抢占式操作系统。具有更高优先级的任务总是在具有较低优先级的任务之前定义和执行。这种多任务操作系统提高了系统对事件的响应，并简化了软件开发，从而实现了更可靠的系统。系统设计师可以计算系统中服务解释器所需的时间以及调度程序切换任务所需的时间。这种系统可能无法满足系统的截止日期，程序也不知道错过了截止日期。通过定义一个只增加计数器的较低优先级进程，可以在抢占式操作系统中自然地测量CPU负载。