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<title>CTerm非常精华下载</title>
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<td width="68%" background="DDl_back2.jpg" height="44"><big><big><font face="黑体"><p align="center"> 基于linux的嵌入式系统研究 </font></big></big></td></tr>
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<hr><p align="left"><small>发信人: smilecrying (越龙), 信区: Embedded <br>
标 题: 基于linux的嵌入式系统研究(2)绪论 <br>
发信站: 日月光华 (2003年05月25日16:32:37 星期天) <br>
<br>
<br>
第一章 绪论 <br>
1.1 嵌入式系统的历史、现在和未来 <br>
在当前的数字信息技术和网络技术高速发展的后PC（Post-PC）时代，嵌入式系统已经广泛 <br>
的渗透到科学研究、工程设计、军事技术、各类产业和商业文化艺术、娱乐业以及人们的 <br>
日常生活等方方面面中。随着国内外嵌入式产品如车载电脑、机顶盒等等的进一步开发和 <br>
推广，嵌入式技术越来越和人们的生活紧密结合。在PC时代，可能有人从来没有接触过计 <br>
算机；但是在Post-PC时代，他就不可能会接触不到嵌入式系统，因为嵌入式系统可能存在 <br>
于生活的方方面面中，从家里的洗衣机、电冰箱，到作为交通工具的自行车、小汽车，到 <br>
办公室里的远程会议系统等等，都属于可以使用嵌入式技术开发和改造的产品。 <br>
实际上嵌入式系统这个概念很早以前就已经存在了。在通讯方面，嵌入式系统在1960年就 <br>
被用于对电子机械电话交换的控制，当时被称为“存储式程序控制系统”（Stored Progr <br>
am Control）。那个时候，计算机一词却还不是很普遍，而存储式程序主要是指用于存储 <br>
程序及日常讯息的内存部分。存储这些逻辑数据，而不是将其写入硬盘，这个概念的确具 <br>
有突破性的意义。 <br>
这个时候还没有出现操作系统的概念，对每一个应用都需要提供一整个计算机的设计。后 <br>
来微处理器的出现，它用来提供一个中央计算引擎。利用微处理器，组成了一个基于由总 <br>
线连接起来的计算机硬件体系结构，并且提供了一个通用功能的编程模型，从而简化了编 <br>
程。 <br>
程。 <br>
嵌入式系统的概念是在1970年左右出现的。不过在当时，大部分都是由汇编语言完成的， <br>
而且这些汇编程序只能用于某一种固定的微处理器。当这种微处理器过时之后，这种嵌入 <br>
式系统就没有用了；并且还要开始对新的微处理器写新的嵌入式系统。 <br>
这个时候的嵌入式系统很多都不是操作系统，他们只是为了实现某个控制功能，使用一个 <br>
简单的循环控制对外界的控制请求进行处理。不可否认，这对一些简单的系统而言是足够 <br>
的。但是当我们的系统越来越复杂，利用的范围越来越广泛的时候，没有操作系统就成为 <br>
了一个最大的缺点了，因为需要添加一项新功能都可能需要从头开始设计，否则只能增加 <br>
开发成本和系统复杂度。 <br>
C语言的出现使得我们的操作系统开发变得越来越简单。我们可以利用C语言很快的写出一 <br>
个小型的、稳定的操作系统。众所知之，C语言的作者Dennis M. Ritchie 和Brian W. Ke <br>
rnighan利用它写出了著名的UNIX操作系统，直接影响了这三十年计算机业的发展。同时， <br>
对开发嵌入式系统来说，在效率和速度上都提高了很多。 <br>
从上世纪八十年代开始，开始出现各种各样的商业用嵌入式操作系统，这些操作系统大部 <br>
分都是为专有系统而开发，从而形成了现在多种形式的商用嵌入式操作系统百家争鸣的局 <br>
面。如VxWorks，pSOS，Neculeus和Windows CE等等。 <br>
现在，网络在人们生活中的应用越来越广泛，自然而然，在嵌入式系统中使用网络系统也 <br>
成为了一项基本的要求。把网络协议栈实现在嵌入式系统中，对日常生活中的需要极有意 <br>
义。利用嵌入式系统中的网络功能，可以实现下面我将要描述的信息电器这一即将取代PC <br>
在后PC时代占据市场主体的商品。我们知道，如果在上面所说的那种采用循环控制的嵌入 <br>
式系统中加入网络协议栈，复杂度会呈指数级增长。这种情况下，在嵌入式操作系统中增 <br>
加网络协议模块要方便得多，并且还能方便各种网络应用程序的不同平台移植。 <br>
在未来的社会里面，使用嵌入式系统的情形会越来越多，人可以不接触电脑，但是不接触 <br>
嵌入式系统的情况是不存在的。嵌入式系统可能存在于您生活的各个角落：您家里可能就 <br>
是通过一个嵌入式系统控制的中心，管理您家里的所有家电，控制家庭和外界网络的连接 <br>
，让您的生活更为方便；您出门旅行的时候，在饭店的门把手里面安装有电子识别控制系 <br>
统，利用嵌入式系统根据您手上的特征，判断时候应该给您开门；在坐车的时候，汽车电 <br>
脑可以通过GPS（全球卫星定位系统）来判断自己的具体位置，利用嵌入式智能系统判断应 <br>
该走哪条路比较方便；如果您一不小心生病住院，在医院的设备仪器里面都可能存在有嵌 <br>
入式系统，用来选择和控制仪器，提高您手术的成功率和方便程度。 <br>
1.2 信息电器的概念 <br>
在嵌入式系统发展到现在这个程度，利用的范围除了在自动化控制、军事技术、工业生产 <br>
、科学研究等方面的应用之外，现在逐步在向日常生活中渗透。而PC的发展现在也正在减 <br>
缓趋势。据有关报道，PC的增长率由九十年代中期的年递增率35%下降到去年的15%。用市 <br>
场的观点来看，PC的已经从高速增长进入到平稳发展的市场顶峰时期，单纯由PC机带领的 <br>
电子产业蒸蒸日上的时代已经成为历史，现在的电子产业的发展需要寻找一个新的“战略 <br>
转折点”。这个时候，根据PC时代的概念，美国Business Week杂志提出了“后PC时代”的 <br>
概念。在这个时代，占电子市场主体的不再是PC和家用电器，而是具备视听功能、信息处 <br>
理和双向网络通信功能的信息电器。 <br>
信息电器，英文称Information Appliance。它具备有高品质的视听功能、交互式的信息处 <br>
理功能、网络浏览功能和收发邮件等功能。它适应信息时代的要求，具有很强的网络功能 <br>
，是人们用来访问和获取网上信息的工具，也是消费类电子技术和计算机技术相结合的产 <br>
物。作为信息电器，一般具有三个特征： <br>
1)是家用电器。它适合广泛的普通家庭使用，功能和操作都比传统的电脑少而简单。 <br>
2)是信息设备。能够接入公共信息网络，主动获取交互信息。 <br>
3)配置简单。组成部分比传统的电脑少，没有硬盘等永久存储设备，设备价格比较低廉。 <br>
<br>
信息电器的品种很多，就我国来说，信息电器的应用范围主要是在消费、娱乐、通讯、信 <br>
号处理等领域。典型的产品是机顶盒、移动通讯、掌上电脑、可视电话、PDA（个人数字助 <br>
理）等等。 <br>
信息电器的如火如荼的发展和应用，需要发展嵌入式系统来支持。信息电器的产品开发离 <br>
不开利用网络协议栈，离不开实现实时性能，也离不开提供用户友好的接口。这些都需要 <br>
利用嵌入式系统进行开发。 <br>
目前嵌入式系统的主要应用范围是在信息电器领域里面。根据信息电器的开发特点，开 <br>
<br>
出一个具有实时、多任务特征的，提供测览器、网络通信和图形窗口等服务的，可进行一 <br>
定的定制或二次开发，并可对应用软件的开发提供有效支持的嵌入式系统。 <br>
信息技术的快速发展和互联网的广泛应用，使得信息电器具有广泛的前景，从而使得嵌 <br>
<br>
式操作系统的快速发展成为可能。伴随着以计算机技术、通讯技术为主的信息技术的快速 <br>
发展和互联网的广泛应用，3C（Computer, Communication, Consumer）合一的趋势已经形 <br>
成，三者合一的产物就是信息电器。在信息电器领域里面，嵌入式软件必然成为重要成员 <br>
，嵌入式操作系统也就必然成为软件业的新热点。 <br>
1.3 国内外嵌入式系统的相关产品、水平、现状和技术发展趋势 <br>
1.3.1 国际上相关产品、水平、现状和技术发展趋势。 <br>
从八十年代起，国际上就开始进行一些商用嵌入式系统和专有操作系统的开发。他们开 <br>
<br>
<br>
嵌入式系统已经有二十多年的经验，目前的应用范围也比较广泛，下面介绍一些著名的嵌 <br>
入式系统。 <br>
 Windows CE： <br>
Microsoft Windows CE是一个简洁的，高效率的多平台操作系统。它不是削减的Windows9 <br>
5版本，而是从整体上为有限资源的平台设计的多线程，完整优先权，多任务的操作系统。 <br>
它的模块化设计允许它对于从掌上电脑到专用的工业控制器的用户电子设备进行定制。操 <br>
作系统的基本内核需要至少200K的ROM。从SEGA的DreamCast游戏机到现在大部分的高价掌 <br>
上电脑，都采用了Windows CE，但是无奈价格太高，使得整个产品的成本急剧上升。 <br>
 VxWorks： <br>
去年VxWorks所在的公司WindRiver兼并了pSOS的ISI公司，使得该公司现在有两大RTOS系统 <br>
。VxWorks是目前嵌入式系统领域中使用最广泛，市场占有率最高的系统。它支持多种处理 <br>
器，如x86，i960，Sun Sparc，Motorola MC68xxx，MIPS RX000，POWER PC等等。使用的 <br>
是和UNIX不兼容的环境，大多数的VxWorks API是专有的。采用GNU的编译和调试器。 <br>
 pSOS： <br>
ISI公司已经被WinRiver公司兼并，现在是属于WindRiver公司的产品。这个系统是一个模 <br>
块化，高性能的实时操作系统，专为嵌入式微处理器设计，提供一个完全多任务环境，在 <br>
定制的或是商业化的硬件上提供高性能和搞可靠性。可以让开发者将操作系统的功能和内 <br>
存需求定制成每一个应用所需的系统。开发者可以利用它来实现从简单的单个独立设备到 <br>
复杂的、网络化的多处理器系统。 <br>
 QNX： <br>
QNX是一个实时的，可扩充的操作系统，它遵循POSIX.1 (程序接口)和POSIX.2 (Shell和工 <br>
具)、部分遵循POSIX.1b(实时扩展)。它提供了一个很小的微内核以及一些可选的配合进程 <br>
。其内核仅提供4种服务：进程调度、进程间通信、底层网络通信和中断处理，其进程在独 <br>
立的地址空间运行。所有其它OS服务，都实现为协作的用户进程，因此QNX内核非常小巧( <br>
QNX4.x大约为12Kb)而且运行速度极快。这个灵活的结构可以使用户根据实际的需求将系统 <br>
配置成微小的嵌入式操作系统或是包括几百个处理器的超级虚拟机操作系统。 <br>
 Palm OS： <br>
3Com公司的Palm OS在PDA市场上占有很大的市场份额，它有开放的操作系统应用程序接口 <br>
（API），开发商可以根据需要自行开发所需要的应用程序。目前已经有总共3500多个应用 <br>
程序可以运行在Palm Pilot上，其中大部分应用程序均为其他厂商和个人所开发，使得Pa <br>
lm Pilot的功能得以不断增多。这些软件包括计算器、各种游戏、电子宠物、地理信息等 <br>
等。在开发环境方面，可以在Windows 95/98，Windows NT以及Macintosh下安装Palm Pil <br>
ot Desktop；PlamPilot可以与流行的PC平台上的应用程序如Word，Excel等进行数据交换 <br>
。 <br>
 OS-9： <br>
Microwave的OS-9是为微处理器的关键实时任务而设计的操作系统，广泛应用于高科技产品 <br>
中，包括消费电子产品，工业自动化，无线通讯产品，医疗仪器，数字电视/多媒体设备中 <br>
。它提供了很好的安全性和容错性。与其他的嵌入式系统相比，它的灵活性和可升级性非 <br>
常突出。 <br>
 LynxOS： <br>
Lynx Real-time Systems的LynxOS是一个分布式、嵌入式、可规模扩展的实时操作系统， <br>
它遵循POSIX.1a、POSIX.1b和POSIX.1c标准。LynxOS支持线程概念，提供256个全局用户线 <br>
程优先级；提供一些传统的，非实时系统的服务特征；包括基于调用需求的虚拟内存，一 <br>
个基于Motif的用户图形界面，与工业标准兼容的网络系统以及应用开发工具。 <br>
 Linux： <br>
Linux是一套以UNIX为基础发展而成的操作系统。自1991年诞生至今，Linux在很多方面已 <br>
经赶上甚至超过了很多商用的UNIX系统。它充分利用了x86CPU的任务切换机制，实现了真 <br>
正的多任务、多用户环境。Linux对硬件配置的要求相当低，能够在4M内存的386机器上很 <br>
好的运行。而且可以支持很多种处理器芯片。此外更为重要的是，很多高手愿意在Linux上 <br>
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