典型嵌入式操作系统
当前,国际上存在上百种嵌入式操作系统。从来源看,一种是从通用操作系统演化而来的通用性嵌入式操作系统,如WinCE、Linux等,而大多数是面向特定领域嵌入式操作系统,下面列出了目前使用比较广泛的嵌入式操作系统产品。
当前,国际上存在上百种嵌入式操作系统。从来源看,一种是从通用操作系统演化而来的通用性嵌入式操作系统,如WinCE、Linux等,而大多数是面向特定领域嵌入式操作系统,下面列出了目前使用比较广泛的嵌入式操作系统产品。
1.嵌入式实时操作系统
嵌入式操作系统已被广泛应用于我们的日常生活之中,VRTX、VxWorks、LynxOS、Nucleus和QNX属于在嵌入式实时操作系统范畴,通常被应用在工业控制、医疗设备、军事装备以及轨道交通等领域。
1.1.VRTX
美国Ready System公司研制的国际上最早的一款嵌入式实时多任务操作系统(VRTX/OS)。自1981年发表VRTX1.0至今VRTX32 1.08,它已经成功地用于4000多种应用环境,安装有VRTX/OS的产品已过百种。VRTX实时多任务操作系统从实时性、可靠性、可用性各方面比较而言,都比以前的iRMX、iRMK操作系统有了很大提高,当时它代表嵌入式系统的潮流。
1.2.VxWorks
美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统。它有良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境,在嵌入式实时操作系统领域逐渐占据一席之地。此款产品在我国被广泛应用。它系统十分灵活,具有多达1800个功能强大的应用程序接口(API);使用面广,可以适用于从最简单到最复杂的产品设计。可靠性高,可以用于从防抱死刹车系统到星际探索的关键任务;适应性强,可以用于支持当前流行的CPU平台。
1.3.LynxOS
是由Lynx Real-time Systems开发的一款支持分布式嵌入式实时操作系统。LynxOS是一个分布式、嵌入式、可规模扩展的实时操作系统,具有UNIX的优点,即实时内核、程序可重入和调度确定性和确定的硬实时响应等特征,最早开发于1988年。LynxOS支持线程概念,提供256个全局用户线程优先级;硬实时优先级调度:在每个优先级上实现了轮转调度、定量调度和FIFO调度策略;快速正文切换和阻塞时间短;抢占式的RTOS核心。
1.4.Nucleus
美国Accelerated Technology公司(ATI)开发的一个嵌入式实时操作系统最早开发于1990年,主要用在消费电子、网络设备、无线、导航、办公设备、医疗设备和控制等领域。最新产品nucleus plus是为实时嵌入式应用而设计的一个抢先式多任务操作系统内核,其95%代码是用ANSI C 写成的,因此非常便于移植并能够支持大多数类型的处理器。nucleus plus核心代码区一般不超过20KB大小。它采用了软件组件的方法。每个组件具有单一而明确的目的,各个组件非常易于替换和复用。其基本组件包括任务控制、内存管理、任务间通信、任务的同步和互斥、中断管理、定时器及I/O驱动等。
1.5.QNX
加拿大QNX Software Systems Europe公司研制的一个实时、可扩展操作系统,并部分遵循POSIX相关标准,采用微内核结构。微内核小巧,主要提供4种基本服务,所有的操作系统服务都是能互相通信的用户进程。目前,支持X86、Power PC、MIPS和ARM等处理器。主要的应用领域是消费电子、电信、汽车及医疗设备等。
2.嵌入式操作系统
Android和iOS属于嵌入式操作系统,也是一款移动操作系统,由于21世纪手机等移动终端的普及,这两款产品是家喻户晓。当然,以Linux内核为基础的延伸开发产品层出不穷,并被服务于各个应用领域。
2.1.Android
美国Google公司和开放手机联盟领导及研制的一款开源式嵌入式操作系统。Android是基于Linux内核(不包含GNU组件),主要针对移动设备,目前已被大量应用于智能手机、平板、机顶盒等移动设备上。2007年11月,Google与84家硬件制造商、软件开发商及电信运营商组建开放手机联盟共同研发改良Android系统。Android系统的主要特点是:开源、良好的操作体验和网络应用。
2.2.iOS
美国Apple公司研制的一款Apple iOS手持设备操作系统。苹果公司最早于2007年是设计给iPhone使用的,后来陆续套用到iPod touch、iPad以及Apple TV等苹果产品上。iOS与苹果的Mac OS X操作系统一样,它也是以Darwin为基础的,因此同样属于类Unix的商业操作系统。原本这个系统名为iPhone OS,直到2010年6月7日WWDC大会桑拿宣布改名为iOS。Apple iOS主要特点是:软、硬件整合度高、界面美观易操作、安全性高、应用数量多、品质高。
3.ROS
ROS是面向机器人系统的一款开源嵌入式操作系统,它除了具有操作系统的基本功能外,扩展了众多与机器人系统的一款开源嵌入式操作系统,它除了具有操作系统的基本功能外,扩展了众多于机器人相关的功能组件,形成了一高完整的生态环境平台。
美国斯坦福大学的STanford Artificial Intelligence Robot(STAIR) 和Personal Robotics(PR)项目研制了首款机器人操作系统原型。ROS是机器人操作系统(Robot Operating System)的英文缩写。ROS是用于编写机器人软件程序的一种具有高度灵活性的软件架构。其主要功能是:ROS提供一些标准操作系统服务,例如硬件抽象,底层设备控制,常用功能实现,进程间消息以及数据包管理;ROS是基于一种图状架构,从而不同节点的进程能接受、发布、聚合各种信息(例如传感、控制、状态、规划等等);ROS可以分成两层,低层是上面描述的操作系统层,高层则是广大用户群贡献的实现不同功能的各种软件包,例如定位绘图、行动规划、感知、模拟等。
此外,物联网操作系统(IoTOS)也成为嵌入式系统的一个核心分支。
4.国产嵌入式操作系统
随着我国国力的增强,在国家大力支持下,国产嵌入式操作系统如雨后春笋般蓬勃发展。推出了多款嵌入式操作系统,如:天脉(AcoreOS)、瑞华(ReWorks)、麒麟(Kirin)、鸿蒙(HarmonyOS)等,并已被广泛应用。
4.1鸿蒙操作系统
Harmony(鸿蒙)操作系统,是一款华为公司主导的操作系统,目前在手机、电脑、汽车、家电等设备终端上已经成熟应用,累计装机量超过3亿台,PC端目前基本开发完成,待发布。小编心中妥妥的的国产操作系统第一名。
4.2中航计算所-AcoreOS(天脉)
天脉是中航工业计算所拥有的国产嵌入式操作系统品牌。天脉系列国产操作系统具有自主知识产权,具有高实时性、高安全性、高可靠性的特点,可应用于国防装备、轨道交通、工业控制等多个领域,为关键系统的信息安全和自主可控提供坚实的后盾。
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