作者：邵貝貝 日期：2001-8-1 來(lái)源：轉載
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引言
嵌入式操作系統是開(kāi)發(fā)嵌入式產(chǎn)品的有力工具。隨著(zhù)“后PC時(shí)代”的到來(lái)，嵌入式計算機產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)日漸火爆。在控制領(lǐng)域，隨著(zhù)32位單片機的功耗不斷降低，價(jià)格不斷走低，越來(lái)越得到國人的認可。實(shí)時(shí)多任務(wù)的嵌入式操作系統的使用也受到越來(lái)越多的重視，嵌入式操作系統的產(chǎn)品與市場(chǎng)也日趨活躍。由于選擇什么樣的嵌入式操作系統往往發(fā)生于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)之前，一旦選中某公司的產(chǎn)品，往往會(huì )被該產(chǎn)品“牽著(zhù)往前走”。故做決定之前不妨多做一些調查研究，針對擬開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的特征，結合嵌入式操作系統產(chǎn)品的特點(diǎn)、質(zhì)量、可靠性，綜合價(jià)格與服務(wù)等因素做出選擇。本文將為這種調研提供盡量多的信息。
傳統的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統
傳統的嵌入式操作系統多為實(shí)時(shí)操作系統（RTOS）。其中最著(zhù)名的，市場(chǎng)份額最大的要屬VxWorks，VxWorks是Wind River System公司（網(wǎng)站www.wrs.com）的產(chǎn)品，風(fēng)頭極勁的火星探測器就是用的該產(chǎn)品，高能加速器以及其它一些大型科研裝置也多用VxWorks。價(jià)格昂貴是該產(chǎn)品的另一特點(diǎn)，在3萬(wàn)美元之上。此外，用VxWork開(kāi)發(fā)的嵌入式單片機產(chǎn)品還要按每一產(chǎn)品若干美元付費，即所謂Royalty。pSOS也是一個(gè)知名的RTOS。在嵌入式通訊產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)方面業(yè)績(jì)斐然，該產(chǎn)品已被Wind River公司收購，故pSOS也成了Wind River的產(chǎn)品。近來(lái)，該公司又開(kāi)發(fā)了VxWorks AE RTOS，可以移值到FPGA中去。對于源碼開(kāi)放市場(chǎng)，Wind River支持開(kāi)放UNIX-BSD/OS。
OS-9是另一個(gè)著(zhù)名的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統。是Micro -ware Systems公司（網(wǎng)站www.microware.com）的產(chǎn)品。這是一個(gè)在歐洲很流行的RTOS，八十年代就很流行，特別是在以Motorola 68xxx和Power PC為CPU的系統中。近來(lái)，OS-9 3.0已經(jīng)被移值到Hitachi的SH-3和SH-4CPU上。該公司還宣布OS-9也支持Strong ARM等多種CPU。
Enea OSE Systems公司（網(wǎng)站：www.enea.com）的RTOS產(chǎn)品主要用于開(kāi)發(fā)無(wú)線(xiàn)通訊類(lèi)產(chǎn)品，特別是那些最終是圖形類(lèi)應用的產(chǎn)品。它的可移值嵌入式圖形界面庫（PEG lib）以及開(kāi)發(fā)工具是專(zhuān)為上述產(chǎn)品設計的。當然用其開(kāi)發(fā)出來(lái)的產(chǎn)品也是要按件收費的。OSE是對分布式系統全面支持的實(shí)時(shí)操作系統。
無(wú)需按件收費的RTOS（Royalty-free）
RT/Studio是Precise Software Tech. 公司（網(wǎng)站：www.psti.com）的產(chǎn)品。RT/Studio的MQXTM是Posix類(lèi)型的RTOS，有集成開(kāi)發(fā)環(huán)境IDE，適用于開(kāi)發(fā)通訊類(lèi)嵌入式產(chǎn)品。主要面向MIPS、ARM、Power PC、ARC等CPU。RT/Studio在PC的Windows NT/2000環(huán)境下運行。起價(jià)3萬(wàn)美元。
QNX Neutrino是加拿大的QNX Software System公司（網(wǎng)站：www.qnx.com）的產(chǎn)品，QNX本身是免費的，可以從該公司的網(wǎng)站上免費下載，可用于非商業(yè)應用。但QNX的設備驅動(dòng)程序開(kāi)發(fā)包只有β版是可以免費下載的。與其它RTOS不同的是，QNX的設備驅動(dòng)程序不是同實(shí)時(shí)內核一同編譯的，而是放在保護起來(lái)的用戶(hù)程序空間。設備驅動(dòng)程序是放在用戶(hù)應用程序中一起調試的，使用的調試工具也相同，如Metaware。QNX的開(kāi)發(fā)環(huán)境起價(jià)2700美元。
8051 Tool Suite 6.0是Tasking公司（網(wǎng)站：www.tasking.com）的產(chǎn)品，是專(zhuān)門(mén)為8051 CPU開(kāi)發(fā)的，有全套的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，可以在Windows、Linux、Unix平臺上運行，起價(jià)1290美元。
Rose Real Time/Integrity是Green Hill Software公司的產(chǎn)品。支持多種CPU，該實(shí)時(shí)內核本身起價(jià)為每單套使用許可證2000美元。而調試用的Multi集成環(huán)境的Windows版本，每單套使用許可證起價(jià)7900美元。Green Hill最近也推出了嵌入式Linux，使用GNU編譯生成Linux的內核，用Linux標準的makefile鏈接之后，應用程序可以在Multi 2000的集成環(huán)境中方便地與Linux內核一起調試。Windows下或Linux下的Multi 2000售價(jià)5900美元。
Nucleus Plus是Accelerated Technology公司的產(chǎn)品，這是一個(gè)提供源代碼的RTOS。比起那些“黑盒子”式的嵌入式內核，提供源代碼無(wú)疑是一個(gè)聰明之舉，因為開(kāi)放是嵌入式實(shí)時(shí)操作系統未來(lái)的總趨勢，故源代碼公開(kāi)的嵌入式Linux越來(lái)越為用戶(hù)看好。
嵌入式Linux
Lineo公司（網(wǎng)站：www.Lineo.com）推出了2.0版本的Embedix SDK開(kāi)發(fā)工具，適用于A(yíng)RM、Mips、Super Hitachi、x86、Power PC等流行CPU，在Linux或Windows NT/2000下運行。用戶(hù)可在此平臺上加入其它軟件，如USB、SMP、GUI、Bluetooth等。Embedix 2000的單套許可證索價(jià)4995美元，Power QUICC的Code Warrior的集成環(huán)境索價(jià)14495美元，主要用于Motorola的各種CPU。
LynuxWorks公司（網(wǎng)站：www.lynuxworks.com）是老牌實(shí)時(shí)操作系統LynxOS的生產(chǎn)商。Lynx（www.lynx.com）是為美國航天中心NASA設計的，單套使用許可證1萬(wàn)美元，而該公司推出的Blue Cat Linux 3.1只要300美元，適用于各種流行的CPU。Code Warrior的集成環(huán)境是2499美元。
RED Sonic(網(wǎng)站：www.redsonic.com)推出了REDICE-Linux。它使用RED-Builder圖像開(kāi)發(fā)工具，REDICE-Linux內核是實(shí)時(shí)內核。適用于軟實(shí)時(shí)和硬實(shí)時(shí)，與現存的Linux完全兼容。
MontaVista Software公司（網(wǎng)站：www.mvista.com）推出了Hard Hat Linux 2.0，是基于最新的Linux穩定內核Linux 2.4的。同時(shí)提供相應開(kāi)發(fā)工具軟件包，支持的流行CPU超過(guò)20種。如東芝打印機的開(kāi)發(fā)就用了上述工具。MontaVista的上述產(chǎn)品可以在多種主機上運行，如Red Hat以及Yellow Dog Linux，Mandrake Turbolinux，Windows NT/2000上的VMWare，Solaris等。
Insignia Solutions(網(wǎng)站：www.insignia.com)公司的嵌入式產(chǎn)品開(kāi)發(fā)平臺名為Jeode。Jeode適用于許多操作系統，現在也可以在Linux上運行，主要是Red Hat Linux。Jeode提供與Personal Java兼容的Linux圖形界面。它的圖形支持有Abstract Windowing Toolkit類(lèi)庫，需要較大的系統內存空間，但裁剪后，可以將Jeode的一部分嵌入到比較簡(jiǎn)單的圖形系統中去。
國內的嵌入式操作系統
紅旗Linux是以中科院軟件所為基礎的紅旗公司（網(wǎng)站：www.redflag-linux.com）推出的嵌入式操作系統產(chǎn)品，面向寬帶機頂盒、中文PDA、瘦客戶(hù)機和無(wú)盤(pán)工作站、紅旗商務(wù)通等嵌入式產(chǎn)品。
科銀京成公司（網(wǎng)站：www.coretec.com.cn）以成都電子科技大學(xué)為依托，開(kāi)發(fā)了有中國自己知識產(chǎn)權的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統Delta OS，包括實(shí)時(shí)內核Delta CORE，TCP/IP協(xié)議接入，文件系統，圖形接口等。
Hopen OS是北京凱思昊鵬軟件公司（網(wǎng)站：www. hoppen.com.cn）的嵌入式操作系統產(chǎn)品，包括Hopen內核、網(wǎng)絡(luò )通訊協(xié)議、JAVA虛擬機、圖形界面等。Hopen是以中科院為背景的，是開(kāi)發(fā)有中國自己知識產(chǎn)權的嵌入式操作系統并使之產(chǎn)業(yè)化的“女?huà)z計劃”的一部分。
中國人已經(jīng)意識到要有中國品牌的嵌入式操作系統，中文接入是國人的優(yōu)勢，世界上超過(guò)20％的人在使用中文。正在開(kāi)發(fā)有自己知識產(chǎn)權的嵌入式操作系統的單位很多，例如以中科院計算所為背景的EEOS，西安易捷的Eje-OS，廣州博利思公司的嵌入式Linux，億賽科技在推的Pencil OS等等。開(kāi)發(fā)一個(gè)操作系統軟件工程量浩大，且需要很長(cháng)的時(shí)間才能得到認可。似應集中兵力爭取在若干年后能有一兩個(gè)在世界上真正得到認可的系統。由于Linux已是一個(gè)世人認可的系統，基于Linux無(wú)疑是一個(gè)高水平的起點(diǎn)。
選擇嵌入式操作系統軟件
整套的嵌入式操作系統軟件支持多種CPU，包括操作系統和集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，價(jià)格可達幾萬(wàn)美元。對于經(jīng)濟實(shí)力有限的用戶(hù)，可以考慮只購買(mǎi)部分商業(yè)軟件，甚至全部使用Linux之類(lèi)自由軟件。嵌入式實(shí)時(shí)系統的開(kāi)發(fā)軟件包大致分為以下四個(gè)部分。
(1） 適用于目標系統CPU的C語(yǔ)言交叉編譯器，廣泛使用的是ANSI的標準的C交叉編譯器。是否有必要使用C++，用戶(hù)當根據擬開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品決定。這是最基本的開(kāi)發(fā)工具，用于開(kāi)發(fā)嵌入式實(shí)時(shí)系統的C交叉編譯器，應能在C語(yǔ)句之間插入匯編語(yǔ)句，提供的庫函數應具有可重入性。這一部分價(jià)位在2千美元上下。
(2) 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統的實(shí)時(shí)內核（The Real Time Kernel）。在某種意義上說(shuō)，實(shí)時(shí)內核就是實(shí)時(shí)操作系統。內核對應用系統的多個(gè)任務(wù)做實(shí)時(shí)調度，調度是根據某種算法實(shí)現的，有基于任務(wù)優(yōu)先級的，也有按時(shí)間片輪番調議的，等等。不同類(lèi)型的實(shí)時(shí)內核有各自不同的應用領(lǐng)域。所以要根據擬開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的特點(diǎn)選擇適用于該類(lèi)產(chǎn)品的內核。要選擇穩定的，已被時(shí)間和其他產(chǎn)品證明是可靠的內核。嵌入式實(shí)時(shí)內核是可裁剪的，一般與用戶(hù)的應用程序一同編譯，使用前面提到的C編譯器。有的內核帶有源碼，有的是所謂黑盒子，只有目標碼。實(shí)時(shí)內核的價(jià)格可以從幾十美元到幾千美元。也有免費的，源碼公開(kāi)的實(shí)時(shí)內核如μC/OS。
(3) 面向各類(lèi)特定應用的各種函數庫。例如，文件系統，很多嵌入式應用不一定需要文件系統，為節省費用，這一部分用不著(zhù)的就可以不買(mǎi)。又譬如，TCP/IP協(xié)議棧，如開(kāi)發(fā)通訊類(lèi)產(chǎn)品，這一部分就不如買(mǎi)現成的，全部自己開(kāi)發(fā)既工作量大，質(zhì)量又不見(jiàn)得有保障。如果做控制，設備要求能實(shí)現通過(guò)UNIX的過(guò)程控制，可考慮購買(mǎi)遠程調用函數庫，還有，圖形界面函數庫等?？傊?，這一部分完全取決于擬開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的特性與要求。
（4）目標系統的調試手段與環(huán)境。集成調試環(huán)境IED是理想的開(kāi)發(fā)工具，一般在Windows環(huán)境下提供編譯、編譯優(yōu)化、鏈接，生成應用程序，并通過(guò)某種方式下載，如串行口或乙太網(wǎng)口。提供多窗口的源碼級的應用程序調試功能。哪種集成環(huán)境好完全取決于開(kāi)發(fā)者的愛(ài)好，實(shí)際上用戶(hù)熟悉了、用慣了某種開(kāi)發(fā)環(huán)境，一般不大愿意再換另一種。對于尚無(wú)先入為主的新用戶(hù)，不妨索取有效期一個(gè)月的評估軟件，先熟悉一下，看是否喜歡。這種IDE軟件包支持多種CPU，當用戶(hù)用另一種CPU開(kāi)發(fā)另外的產(chǎn)品時(shí)，只需花費不多的費用購買(mǎi)該CPU的支持包或板級支持包就可以了，開(kāi)發(fā)環(huán)境幾乎不變。IDE是比較貴的，有利于提高開(kāi)發(fā)效率，但如果有其它調試手段，IDE也絕非必須的。32位的嵌入式單片機一般可通過(guò)JTAG口下載和調試程序，相應的單片機評估板上也都有滿(mǎn)足應用程序調試要求的DEBUG駐留程序。交叉C編譯器中也可能含有DEBUG方式的編譯選項。
總之上述四項內容，既可以購買(mǎi)全套軟件包，也可以選購一部分，甚至可以全部使用自由軟件。由于嵌入式操作系統僅僅是開(kāi)發(fā)嵌入式產(chǎn)品的工具，和普通意義上的計算機操作系統的用戶(hù)碼很不一樣。嵌入式操作系統對開(kāi)發(fā)人員的素質(zhì)有較高的要求，嵌入式操作系統的開(kāi)發(fā)商還必須提供良好的服務(wù)與人員培訓，用戶(hù)購買(mǎi)嵌入式軟件包時(shí)千萬(wàn)不要忽視了服務(wù)與培訓這一環(huán)節。
