❶ 學嵌入式linux需要先學什麼
剛入門的時來候,淘寶買一塊cortex m3開發板源即可入手,通過項目,你需要了解:任務調度、進程間通信、內存管理、設備驅動、文件系統、TCP/IP協議棧、同步非同步、中斷、軟體架構插件化等等基本原理,這些對你後面轉Linux應用開發,安卓開發,後台開發大有好處。
到這一步,就看自己職業方向想往哪裡發展,如果是想深入IOT物聯網做端雲連接,那麼可以把幾種基本匯流排驅動,I2C、SPI、USART理解透,如果是想擁抱互聯網轉入應用開發,那麼可以把基礎組件,如協議棧、文件系統吃透,BAT面試不是很難,問的都是這些基礎。
順便說一下,學東西就要學對市場有用的,不要過於學習屠龍之術,炫技給個人帶來不了財富,公司需要的是能幹活的人。
不準備講過於偏硬體的知識如Cortex-M3的多種中斷模式,操作寄存器組,晶元降噪等內容,而是專注於操作系統基本知識和項目經驗,這些對於開發者後面接觸Linux系統大有脾益,這些軟體開發經驗也是去互聯網公司看重的能力。如有需要學習Linux命令請如下查找:
❷ linux系統與嵌入式linux有什麼區別和關系
二者是同根生哦,聯系:都屬於linux,都必須符合通用的語法和結構;區別:前者屬於大的通用的,後者屬於適合嵌入式系統應用的,前者包含後者。比喻:前者相當於西瓜,後者相當於無籽西瓜
❸ 嵌入式操作系統有哪些
1.嵌入式Linux
嵌入式Linux(Embedded Linux)是標准Linux經過小型化裁剪處理之後的專用Linux操作系統,能夠固化於容量只有幾KB或者幾MB的存儲器晶元或者單片機中,適合於特定嵌入式應用場合。目前已經開發成功的嵌入式系統中,大約一半的系統使用嵌入式Linux。
這與它的父輩 — Linux自身的優良特性是分不開的。
首先,Linux系統具有鮮明的層次結構且內核完全開放。Linux由很多體積小且性能高的微內核和系統組成。在內核代碼完全開放的前提下,不同領域和不同層次的用戶可以根據自己的應用需要很容易地對內核進行裁剪,在低成本的前提下,設計和開發出真正滿足自己需要的嵌入式系統。
其次,Linux具有強大的網路支持功能。Linux誕生於網際網路並具有UNIX的特性,這就保證了它支持所有標准網際網路協議,並且可以利用Linux的網路協議棧開發出嵌入式TCP/IP網路協議棧。
再次,Linux具備一套完整的工具鏈,容易自行建立嵌入式系統的開發環境和交叉運行環境,並且可以跨越嵌入式系統開發中模擬工具的障礙。一般,嵌入式操作系統的程序調試和跟蹤都是使用模擬器來實現的,而使用Linux系統做原型的時候就可以繞過這個障礙,直接使用內核調試器來進行操作系統的內核調試。
最後,Linux具有廣泛的硬體支持特性。無論是RISC還是CISC,無論是32位還是64位處理器,Linux都能在其上運行。Linux最通常使用的微處理器是Intel X86晶元家族,但它也能運行於嵌入式處理器上,這意味著嵌入式Linux將具有更廣泛的應用前景。
嵌入式Linux同Linux一樣,具有低成本、多種硬體平台支持、優異的性能和良好的網路支持等優點。另外,為了更好地適合嵌入式領域的開發,嵌入式Linux還在Linux基礎上做了部分改進,如將其內核結構由整體式結構改為微內核結構,並且還提高了系統的實時性。
嵌入式Linux同Linux一樣,也有眾多的版本,不同的版本針對不同的需要在內核等方面加入了特定的機制。
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2.VxWorks
VxWorks操作系統是美國WindRiver公司於1983年設計開發的一種嵌入式實時操作系統(RTOS),VxWorks具有以下優點。
· 實時性好。其系統本身的開銷很小,進程調度、進程間通信、中斷處理等系統公用程序精練而有效,使得它們產生的延遲很短。另外VxWorks提供的多任務機制中對任務的控制採用優先順序搶占和輪轉調度機制,充分保證了可靠的實時性。
·可靠性高,從而保證了用戶工作環境的穩定。
·集成開發環境完備、強大,方便了用戶的使用。
但是,由於VxWorks源碼不公開,它部分功能的更新(如網路功能模塊)滯後。VxWorks的開發和使用都需要交高額的專利費,這就大大增加了用戶開發的成本。
3.QNX
QNX由加拿大QNX軟體系統有限公司開發,廣泛應用於自動化、控制、機器人科學、電信、數據通信、航空航天、計算機網路系統、醫療儀器設備、交通運輸、安全防衛系統、POS機、零售機等任務關鍵型應用領域。
QNX獨特的微內核和消息傳遞結構使其運行和開發時非常方便。QNX具有非常好的伸縮性,用戶可以把應用程序代碼和QNX內核直接編譯在一起,使之為簡單的嵌入式應用生成單一的映像。
4.Windows CE(推薦課程:Windows CE系統定製與驅動開發培訓班)
Windows CE是微軟公司開發的一個開放的、可升級的32位嵌入式操作系統,是基於掌上型電腦類的電子設備操作系統。Windows CE的圖形用戶界面相當出色,Windows CE具有模塊化、結構化、基於Win32應用程序介面以及與處理器無關等特點。
Windows CE繼承了傳統的Windows圖形界面,用戶在Windows CE平台上可以使用Windows 95/98上的編程工具(如Visual Basic、Visual C++等),使用同樣的函數,使用同樣的界面風格,Windows上的絕大多數應用軟體只需簡單修改和移植就可以在Windows CE平台上繼續使用。但是Windows CE開發平台較為昂貴,在一定程度上限制了其發展。
5.Palm OS
Palm OS在PDA領域有著很大的用戶群,一度佔領PDA操作系統90%以上市場份額。Plam OS最明顯的特點是精簡,它的內核只有幾千個位元組,同時用戶也可以方便地開發、定製,具有較強的可操作性。
6.C/OS
源代碼公開,代碼結構清晰、明了,注釋詳盡,組織有條理,可移植性好,可裁剪,系統短小精悍,是研究和學習實時操作系統的首選,但在工程應用領域使用較少。
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❹ 嵌入式linux和linux有什麼不同.linux的作用是什麼
Linux作為開源免費操作系統,以其作為系統的應用可以較方便的進行系統功能的裁剪和跨體系結構移植。
在不同的目標體系結構下(x86,ARM,PowerPC etc.),由於匯編指令集的不同,同一段代碼利用不同的編譯器和庫文件生成的可執行代碼是不同的。不同體系的Linux其開發工具是不同的。
嵌入式linux屬於高度裁剪過的Linux,他將桌面Linux所具有的大部分應用功能(如GUI 工具,計算器,電子郵件 etc.)和部分系統功能省略,但集成了開發者希望嵌入式產品所具有的特殊應用功能(比如 一款以Linux為系統的觸摸式海事導航儀可以根據功能需要去除不需要的功能塊,但加入GPS定位,航速航向計算,航線規劃,觸摸檢測和對應功能實現等功能)。
嵌入式系統往往是指系統的資源(如DRAM/FLASH ROM,功耗,工作頻率 etc.)有較大限制且系統的工作環境相對多變和惡劣(如溫濕度變化大,酸鹼度腐蝕,外部撞擊和振動,外部電磁干擾,靜電導致的高壓損壞電路 etc.)。這也就需要開發人員更多的發現和假想可能的突發情況並採取相應預防措施。大部分嵌入式系統對響應的時間限制和正確性也有極高的要求。
❺ 開發嵌入式系統使用 LINUX系統 好處
嵌入式系統已經深入到很多的行業里,它最初被用於控制機電電話交換機,不過本文講解的是嵌入式Linux及Linux作為嵌入式操作系統的優勢,Linux的眾多優點還是使它在嵌入式領域獲得了廣泛的應用,並出現了數量可觀的嵌入式Linux系統。
Linux是一個成熟而穩定的網路操作系統。將Linux植入嵌入式設備具有眾多的優點。首先,Linux的源代碼是開放的,任何人都可以獲取並修改,用之開發自己的產品。其次,Lirmx是可以定製的,其系統內核最小隻有約134kB。一個帶有中文系統和圖形用戶界面的核心程序也可以做到不足1MB,並且同樣穩定。另外,它和多數Unix系統兼容,應用程序的開發和移植相當容易。同時,由於具有良好的可移植性,人們已成功使Linux運行於數百種硬體平台之上。
Linux作為嵌入式操作系統的優勢主要有以下幾點:
1、 可應用於多種硬體平台。Linux已經被移植到多種硬體平台,這對於經費,時間受限制的研究與開發項目是很有吸引力的。原型可以在標准平台上開發後移植到具體的硬體上,加快了軟體與硬體的開發過程。Linux採用一個統一的框架對硬體進行管理,從一個硬體平台到另一個硬體平台的改動與上層應用無關。Linux可以隨意地配置,不需要任何的許可證或商家的合作關系,源代碼可以免費得到。這使得採用Linux作為操作系統不會遇到任何關於版權的糾紛。毫無疑問,這會節省大量的開發費用。本身內置網路支持,而目前嵌入式系統對網路支持要求越來越高。Linux的高度模塊化使添加部件非常容易。
2、 Linux是一個和Unix相似、以內核為基礎的、具有完全的內存訪問控制,支持大量硬體(包括X86,Alpha、ARM和Motorola等現有的大部分晶元)等特性的一種通用操作系統。其程序源碼全部公開,任何人可以修改並在GUN通用公共許可證(GNU General Public License)下發行。這樣,開發人員可以對操作系統進行定製,適應其特殊需要。
3、 Linux帶有Unix用戶熟悉的完善的開發工具,幾乎所有的Unix系統的應用軟體都已移植到了Linux上。Linux還提供了強大的網路功能,有多種可選擇窗口管理器(X Windows)。其強大的語言編譯器GCC,C++等也可以很容易得到,不但成熟完善,而且使用方便。
❻ 嵌入式操作系統有哪些
常見的嵌入式操作系統有WINDOWS CE、iOS、Linux、Android、FreeRTOS。
1、WINDOWS CE,WINDOWS CE是微軟開發的一個開放的、可升級的32位嵌入式操作系統,是基於掌上型電腦類的電子設備操作系統。Windows CE具有模塊化、結構化和基幹Win32應用程序接日以及與處理器無關等特點。
2、iOS,蘋果的iOS系統可以說是蘋果公司賴以生存的核心技術,在iPhone、iPad、iTouch、iPod等設備上運行的iOS具備了嵌入式的全部特性。
3、Linux,Linux是一個類似於Unix的操作系統。Linux從1991年問世到現在,短短10年的時間內已發展成為一個功能強大、設計完善的操作系統,Linux系統不僅能夠運行於PC平台,還在嵌入式系統方面大放光芒,在各種嵌人式Linux OS迅速發展的狀況下,Linux OS逐漸形成了可與Windows CE等EOS進行抗衡的局面。
4、Android,Android是一個包括操作系統,中間件以及一些重要應用程序的專門針對移動設備的層次結構的軟體集。Android操作系統內置了一部分應用程序,包括電子郵件客戶端、SMS程序、日歷、地圖、瀏覽器、通訊錄以及其他的程序。
5、FreeRTOS,FreeRTOS是一個迷你操作系統內核的小型嵌入式系統。功能包括:任務管理、時間管理、信號量、消息隊列、內存管理、記錄功能等,可基本滿足較小系統的需要。
❼ 嵌入式linux的應用特點
嵌入式Linux的應用領域非常廣泛,主要的應用領域有信息家電、PDA 、機頂盒、Digital Telephone、Answering Machine、Screen Phone 、數據網路、Ethernet Switches、Router、Bridge、Hub、Remote access servers、ATM、Frame relay 、遠程通信、醫療電子、交通運輸計算機外設、工業控制、航空航天領域等。
就是利用Linux其自身的許多特點,把它應用到嵌入式系統里。
Linux做嵌入式的優勢,首先,Linux是開放源代碼的,不存在黑箱技術,遍布全球的眾多Linux愛好者又是Linux開發者的強大技術支持;其次,Linux的內核小、效率高,內核的更新速度很快,linux是可以定製的,其系統內核最小隻有約134KB。第三,Linux是免費的OS,在價格上極具競爭力。 Linux還有著嵌入式操作系統所需要的很多特色,突出的就是Linux適應於多種CPU和多種硬體平台,是一個跨平台的系統。到目前為止,它可以支持二三十種CPU。而且性能穩定,裁剪性很好,開發和使用都很容易。很多CPU包括家電業晶元,都開始做Linux的平台移植工作。移植的速度遠遠超過Java的開發環境。也就是說,如果今天用Linux環境開發產品,那麼將來換CPU就不會遇到困擾。同時,Linux內核的結構在網路方面是非常完整的,Linux對網路中最常用的TCP/IP協議有最完備的支持。提供了包括十兆、百兆、千兆的乙太網絡,以及無線網路,Toker ring(令牌環網)、光纖甚至衛星的支持。所以Linux很適於做信息家電的開發。
還有使用Linux為的是來開發無線連接產品的開發者越來越多。Linux在快速增長的無線連接應用主場中有一個非常重要的優勢,就是有足夠快的開發速度。這是因為LInux有很多工具,並且Linux為眾多程序員所熟悉。因此,我們要在嵌入式系統中使用Linux操作系統。
Linux的大小適合嵌入式操作系統——Linux固有的模塊性,適應性和可配置性,使得這很容易做到。另外,Linux源碼的實用性和成千上萬的程序員熱切期望它用於無數的嵌入式應用軟體中,導致很多嵌入式Linux的出現,包括:Embedix,ETLinux,LEM,Linux Router Project,LOAF,uCLinux,muLinux,ThinLinux,FirePlug,Linux和PizzaBox Linux
相比微軟,Linux的圖形界面發展很快,像GNOME,KDE,UTITY等都是很優秀的桌面管理器,並且其背後有著眾多的社團支持,可定製性強,已經在Unix和Linux世界普及開來。
❽ LINUX系統介紹
嵌入式Linux系統的設計與應用
摘要:隨著嵌入式Linux系統的迅速發展,嵌入式Linux已發展成為嵌入式操作系統的一個重要分支。本文介紹了嵌入式Linux的設計和幾種流行的嵌入式Linux系統。
關鍵詞:嵌入式Linux
一、引言
嵌入式系統(Embedded Systems)是根據應用的要求,將操作系統和功能軟體集成於計算機硬體系統之中,從而實現軟體與硬體一體化的計算機系統。嵌入式系統出現於60年代晚期,它最初被用於控制機電電話交換機,如今已被廣泛的應用於工業製造、過程式控制制、通訊、儀器、儀表、汽車、船舶、航空、航天、軍事裝備、消費類產品等眾多領域。嵌入式系統在數量上遠遠超過了各種通用計算機系統:計算機系統核心CPU,每年在全球范圍內的產量大概在二十億顆左右,其中超過80%應用於各類專用性很強的嵌入式系統。
一般的說,凡是帶有微處理器的專用軟硬體系統都可以稱為嵌入式系統。和通用的計算平台相比,嵌入式系統往往具有功能單一、體積小、功耗低、可靠性高、剪裁性好、軟硬體集成度高、計算能力相對較低等特點。多年來,嵌入式設備中沒有操作系統,其主要原因有二:首先,諸如洗衣機、微波爐、電冰箱這樣的設備僅僅需要一道簡單的控製程序,以管理數量有限的按鈕和指示燈,沒有使用操作系統的必要;其次,它往往只具有有限的硬體資源,不足以支持一個操作系統。
然而,隨著硬體的發展,嵌入式系統變得越來越復雜,最初的控製程序中逐步的加入了許多功能,而這些功能中有很多可以由操作系統提供。於是,在70年代末期出現了嵌入式操作系統(Embedded Operating Systems),它的出現大大簡化了應用程序設計,並可以有效的保障軟體質量和縮短開發周期。簡單的ES一般並不使用操作系統,只包含一些控制流程,但是隨著嵌入式操作系統在復雜性上的增長,簡單的流程式控制制就不能滿足系統的要求,這是就必須考慮使用操作系統做系統軟體。因此,嵌入式操作系統就應運而生。
隨著EOS的廣泛應用,業界已推出一些應用比較成功的EOS產品。歸納起來EOS應該具有以下幾個特點:小巧、實時性、可裝卸、固化代碼、弱交互性、強穩定性和統一的介面。目前使用最多的EOS產品包括有:Vxwork、QNX、PalmOS、WindowsCE、pSOS、Hopen OS(國內凱思集團公司自主研製開發)等。其中,Vxwork使用最為廣泛、市場佔有率最高,其突出特點是實時性強(採用優先順序搶占和輪轉調度等機制),除此之外,其可靠性和可剪裁性也相當不錯。QNX是一種伸縮性極佳的系統,其核心加上實時POSIX環境和一個完整的窗口系統還不到一兆。相比之下,Microsoft WinCE的核心體積龐大,實時性能也差強人意,但由於Windows系列友好的用戶界面和為程序員所熟悉的API,並捆綁IE、Office等應用程序,正逐漸獲得更大的市場份額。而與這些商業化的操作系統相比,Linux已經越來越受到人們的注意。
二、嵌入式Linux概述
Linux是一個成熟而穩定的網路操作系統。將Linux植入嵌入式設備具有眾多的優點。首先,Linux的源代碼是開放的,任何人都可以獲取並修改,用之開發自己的產品。其次,Lirmx是可以定製的,其系統內核最小隻有約134kB。一個帶有中文系統和圖形用戶界面的核心程序也可以做到不足1MB,並且同樣穩定。另外,它和多數Unix系統兼容,應用程序的開發和移植相當容易。同時,由於具有良好的可移植性,人們已成功使Linux運行於數百種硬體平台之上。
然而,Linux並非專門為實時性應用而設計,因此如果想在對實時性要求較高的嵌入式系統中運行Linux,就必須為之添加實時軟體模塊。這些模塊運行的內核空間正是操作系統實現進程調度、中斷處理和程序執行的部分,因此錯誤的代碼可能會破壞操作系統,進而影響整個系統的可靠性和穩定性。Linux的眾多優點還是使它在嵌入式領域獲得了廣泛的應用,並出現了數量可觀的嵌入式Linux系統。其中有代表性的包括:uClinux、ETLinux、ThinLinux、LOAF等。ETLinux通常用於在小型工業計算機,尤其是PC/104模塊。ThinLinux面向專用的照相機伺服器、X-10控制器、MP3播放器和其它類似的嵌入式應用。LOAF是Linux On A Floppy的縮略語,它運行在386平台上。
三、Linux作為嵌入式操作系統的優勢
Linux作為嵌入式操作系統的優勢主要有以下幾點:
1、 可應用於多種硬體平台。Linux已經被移植到多種硬體平台,這對於經費,時間受限制的研究與開發項目是很有吸引力的。原型可以在標准平台上開發後移植到具體的硬體上,加快了軟體與硬體的開發過程。Linux採用一個統一的框架對硬體進行管理,從一個硬體平台到另一個硬體平台的改動與上層應用無關。Linux可以隨意地配置,不需要任何的許可證或商家的合作關系,源代碼可以免費得到。這使得採用Linux作為操作系統不會遇到任何關於版權的糾紛。毫無疑問,這會節省大量的開發費用。本身內置網路支持,而目前嵌入式系統對網路支持要求越來越高。Linux的高度模塊化使添加部件非常容易。
2、 Linux是一個和Unix相似、以內核為基礎的、具有完全的內存訪問控制,支持大量硬體(包括X86,Alpha、ARM和Motorola等現有的大部分晶元)等特性的一種通用操作系統。其程序源碼全部公開,任何人可以修改並在GUN通用公共許可證(GNU General Public License)下發行。這樣,開發人員可以對操作系統進行定製,適應其特殊需要。
3、 Linux帶有Unix用戶熟悉的完善的開發工具,幾乎所有的Unix系統的應用軟體都已移植到了Linux上。Linux還提供了強大的網路功能,有多種可選擇窗口管理器(X Windows)。其強大的語言編譯器GCC,C++等也可以很容易得到,不但成熟完善,而且使用方便。
四、嵌入式Linux的建立
完整的嵌入式Linux解決方案應包括嵌入式Linux操作系統內核、運行環境、圖形化界面和應用軟體等。由於嵌入式設備的特殊要求,嵌入式Linux解決方案中的內核、環境、GUI等都與標准Linux有很大不同,其主要挑戰是如何在狹小的FLASH、ROM和內存中實現高質量的任務實時調度、圖形化顯示、網路通信等功能。
1、 精簡內核
Linux內核有自己的結構體系,其中進程管理、內存管理和文件系統是其最基本的3個子系統。圖1簡單表示了它的框架。用戶進程可直接通過系統調用或者函數庫來訪問內核資源。正因為Linux內核具有這樣的結構,因此修改內核時必須注意各個子系統之間的協調。
嵌入式Linux內核一般由標准Linux內核裁剪而來。用戶可根據需求配置系統,剔除不需的服務功能、文件系統和設備驅動。經過裁剪、壓縮後的系統內核一般只有300k左右,十分適合嵌入式設備。同標准Linux不同的是嵌入式Linux必須要實現從FLASH或ROM的啟動。標准Linux啟動代碼實現了系統初始化和從軟盤、硬碟O盤區引導內核。嵌入式Linux一般保存在FLASH或ROM中,標准LILO無法引導。在支持直接從FLASH設備引導的系統中,如華恆公司的uClinux,引導程序主要完成對硬體系統的初始化工作和操作系統的解壓、移位工作。在不支持直接從FLASH引導的系統中,FLASH設備只能作為非引導磁碟使用。此時,可採用先從硬碟或軟盤載入一個小操作系統,如嵌入式DOS,然後再執行"Loadlin"載入程序從FLASH引導嵌入式Linux。
對標准Linux的修改主要是虛擬內存和調度程序部分的改動。因為標准Linux系統使用虛擬內存管理的目的是為了能同時運行多個進程,但是這樣每個待運行的進程所能分配的CPU時間片就受限制,資源的使用效率就低。這樣對於實時性要求較高的嵌入式系統來說,實時任務往往要求CPU具有很高的突發處理能力,即在有些時候需要極高的處理效率,因此需要屏蔽內核的虛擬內存管理機制。對於無硬碟設備的嵌入式系統,不必採用虛存管理。強實時需求的嵌入式應用可以通過修改任務調度模塊實現,主要是在內核和設備驅動程序中加入了許多切換點。在該點處,系統檢測是否存在未處理的緊急中斷,有則剝奪內核的運行,及時處理中斷。實現實時性服務的一個較好的方法是在標準的Linux內核上增加一個實時內核,標准Linux內核作為一個任務運行於實時內核上,強實時性任務也直接運行在實時內核上,如RT-Linux等。
文件系統是嵌入式Linux操作系統必不可少的。但標准Linux支持大量的文件系統,因此除了滿足系統的正常運行需要而保留一種外,其它的全部可以刪除,利用原有的設置選項可以移除。一般嵌入式設備文件系統主要使用RamDisk技術和網路文件系統技術。RamDisk可駐留於Flash,運行時載入到內存中。
2、 精簡運行環境
Linux通常的運行環境指用戶運行任何應用的基礎設施,主要包括函數庫和基本命令集等。標准Linux系統同時向用戶提供了靜態和動態函數庫。靜態函數庫在生成應用時直接鏈接到用戶應用中。動態庫在應用運行時才鏈接。由於嵌入式系統應用一般都是在開發平台上預先生成的,因此嵌入式系統只需向應用提供動態函數庫。Linux應用運行所需的函數庫主要有C庫、數學庫、線程庫、加密庫、網路通信庫等。其中最基本的是C語言的運行庫glib。這個庫主要完成基本的輸入輸出,內存訪問,文件處理。一個標準的glib庫大約要1200kB存儲空間,考慮到嵌入式Linux內核往往很小,這種運行庫實在太大,我們做了一些精簡的工作,方法有兩種:(1)、使用靜態連接的方法,完全不使用運行庫動態連接;(2)、對這個庫的函數進行精簡。
在一個桌面系統上,使用動態連接可以帶來許多好處。使用動態連接庫,可以讓應用程序跟函數庫的更新、升級分離,便於維護,可以讓同時運行的多個程序共享一段代碼。但是,在嵌入式系統中,很少有多個程序並行的可能,程序的維護,尤其是庫函數的維護更新是不常見的。這時,使用靜態連接的優勢就極為明顯。因為靜態連接可以只將庫中用到的部分連接進程序。在應用程序較少(小於5)的情況下,靜態連接可以達到較好的結果。為了便於將來擴充的需要,我們也採用第二種方法,針對我們的需要,對庫函數的內容進行精簡,只保留一些基本功能,還有一種方法是採用其它的C語言運行庫。但是這些庫對兼容性影響很大。
基本命令集同樣是運行用戶應用的基礎,主要包括初始化進程init,終端獲取getty、Shell和基本命令等。嵌入式系統的啟動過程可能與標准Linux不同,例如跳過登錄過程直接啟動GUI等。這就要求修改init,getty等。標准Linux命令集同樣由於體積問題無法直接應用於嵌入式環境。目前,小命令集的解決方法主要有集成方法和匯編方法兩種。集成方法採用集成公共部分減少命令集整體體積,用C實現,有較好的平台移植性;匯編方法則採用匯編編程減少每個命令的體積.這樣可使體積很小但其平台移植性較差。
3、 嵌入式Linux下的GUI
GUI在嵌入式系統或者實時系統中的地位越來越重要,比如PDA、DVD播放機、WAP手機等,都需要一個完整.漂亮的圖形用戶界面。這些系統對GUI的基本要求包括:(1)、輕型、佔用資源少;(2)、高性能;(3)、高可靠性;(4)、可配置。這些也成為評價嵌入式系統的重要指標。目前,嵌入式Linux上的GUI主要有winCE、Micro Window、緊縮的X Window、MiniGUI(國內做得較好的自由軟體之一)。標准Linux的Xfree86由於體積龐大,運行環境要求高,無法運行於嵌入式環境。嵌入式GUI主要通過削減功能,降低性能來實現體積小和佔用資源少。目前嵌入式Linux上的GUI環境主要有兩類:X類和win32類。X類GUI分為服務方和客戶方兩方。伺服器方提供滑鼠、鍵盤處理和顯示功能,客戶方是用戶應用,服務方和客戶方通過socket介面和X協議通信。採用該方式十分有利於遠程網路圖形化服務,客戶方和服務方可通過網路實現X協議和圖形顯示。典型的X類GUI有Micro Window、緊縮的X Window等。win32類的GUI不存在客戶方和服務方,每個任務都自成一體,任何任務間的切換、事件分發由專門的管理任務負責。如wiCE、MiniGUI就是類似於win32類的GUI。
五、當前流行的幾種嵌入式Linux系統
除了智能數字終端領域以外,Linux在移動計算平台、智能工業控制、金融業終端系統,甚至軍事領域都有著廣泛的應用前景。這些Linux被統稱為"嵌入式Linux"。
1、RT-Linux
這是由美國墨西哥理工學院開發的嵌入式Linux操作系統。到目前為止,RT-Linux已經成功地應用於太空梭的空間數據採集、科學儀器測控和電影特技圖像處理等廣泛領域。RT-Linux開發者並沒有針對實時操作系統的特性而重寫Linux的內核,因為這樣做的工作量非常大,而且要保證兼容性也非常困難。為此,RT-Linux提出了精巧的內核,並把標準的Linux核心作為實時核心的一個進程,同用戶的實時進程一起調度。這樣對Linux內核的改動非常小,並且充分利用了Linux下現有的豐富的軟體資源。
2、uClinux
uCLinux是Lineo公司的主打產品,同時也是開放源碼的嵌入式Linux的典範之作。uCLinux主要是針對目標處理器沒有存儲管理單元MMU(Memory Management Unit) 的嵌入式系統而設計的。它已經被成功地移植到了很多平台上。由於沒有MMU,其多任務的實現需要一定技巧。uCLinux是一種優秀的嵌入式Linux版本,是micro-Conrol-Linux的縮寫。它秉承了標准Linux的優良特性,經過各方面的小型化改造,形成了一個高度優化的、代碼緊湊的嵌入式Linux。雖然它的體積很小,卻仍然保留了Linux的大多數的優點:穩定、良好的移植性、優秀的網路功能、對各種文件系統完備的支持和標准豐富的API。它專為嵌入式系統做了許多小型化的工作,目前已支持多款CPU。其編譯後目標文件可控制在幾百KB數量級,並已經被成功地移植到很多平台上。
3、Embedix
Embedix是由嵌入式Linux行業主要廠商之一Luneo推出的,是根據嵌入式應用系統的特點重新設計的Linux發行版本。Embedix提供了超過25種的Linux系統服務,包括Web伺服器等。系統需要最小8MB內存,3MB ROM或快速快閃記憶體。Embedix基於Linux 2.2內核,並已經成功地移植到了Intel x86和PowerPC處理器系列上。像其它的Linux版本一樣,Embedix可以免費獲得。Luneo還發布了另一個重要的軟體產品,它可以讓在Windows CE上運行的程序能夠在Embedix上運行。Luneo還將計劃推出Embedix的開發調試工具包、基於圖形界面的瀏覽器等。可以說,Embedix是一種完整的嵌入式Linux解決方案。
4、Xlinux
XLinux是由美國網虎公司推出,主要開發者是陳盈豪。他在加盟網虎幾個月後便開發出了基於XLinux的、號稱是世界上最小的嵌入式Linux系統,內核只有143KB,而且還在不斷減小。XLinux核心採用了"超字元集"專利技術,讓Linux核心不僅可能與標准字元集相容,還含蓋了1 2個國家和地區的字元集。因此,XLinux在推廣Linux的國際應用方面有獨特的優勢。
5、PoketLinux
由Agenda公司採用、作為其新產品"VR3PDA"的嵌入式Linux操作系統。它可以提供跨操作系統構造統一的、標准化的和開放的信息通信基礎結構,在此結構上實現端到端方案的完整平台。PoketLinux資源框架開放,使普通的軟體結構可以為所有用戶提供一致的服務。PoketLinux平台使用戶的視線從設備、平台和網路上移開,由此引發了信息技術新時代的產生。在PoketLinux中,稱之為用戶化信息交換(CIE),也就是提供和訪問為每個用戶需求而定製的"主題"信息的能力,而不管正在使用的設備是什麼。
6、MidoriLinux
由Transmeta公司推出的MidoriLinux操作系統代碼開放,在GUN普通公共許可(GPL)下發布,可以在http://midori.transmeta.com上立即獲得。該公司有個名為"MidoriLinux計劃"。"MidoriLinux"這個名字來源於日本的"綠色"---Midori,用來反映其Linux操作系統的環保外觀。
7、紅旗嵌入式Linux
由北京中科院紅旗軟體公司推出的嵌入式Linux是國內做得較好的一款嵌入式操作系統。目前,中科院計算所自行開發的開放源碼的嵌入式操作系統---Easy Embedded OS(EEOS)也已經開始進入實用階段了。該款嵌入式操作系統重點支持p-Java。系統目標一方面是小型化,另一方面能重用Linux的驅動和其它模塊。由於有中科院計算所的強大科研力量做後盾,EEOS有望發展成為功能完善、穩定、可靠的國產嵌入式操作系統平台。
六、結束語
由於Linux是一個內核源代碼開放、具備一整套工具鏈、有強大的網路支持及成本低廉的操作系統,因此嵌入式Linux自誕生起就秉承了這眾多獨特優勢,這使它正在並越來越多地受到人們的關注。據Even Data數據顯示,期望使用嵌入式Linux的用戶從2001年的11%增到2002年27%,而同期Vxwork只是從16%到18%,Win CE從9%到14%。另外,在嵌入式Linux的各種應用市場中,通信(語音和數據)名列第一,2000年的銷售額是1300萬美元,而2005年預計將達到1.26億美元,可以預見,嵌入式Linux將在未來的通信用嵌入式操作系統中占據強有力的地位
Linux是目前十分火爆的操作系統。它是由芬蘭赫爾辛基大學的一個大學生Linus B. Torvolds在1991年首次編寫的。標志性圖標是一個可愛的小企鵝。
Linux是一種類Unix系統,Linus當時編寫它的目的是為了替代一種名叫Minix的操作系統。Minix是由一個名叫Andrew Tannebaum的計算機教授編寫的,當時由於Unix是一個商業軟體,其源代碼是不能拿來進行教學的,Andrew教授就自己編寫了一個系統用於教學。最
初的Minix用一張軟盤就能裝下,麻雀雖小、五臟俱全,Minix具有一般操作系統的特徵,它同時兼容Unix系統。
Linux是一個免費的操作系統,用戶可以免費獲得其源代碼,並能夠隨意修改。它是在共用許可證GPL(General Public License)保護下的自由軟體,也有好幾種版本,如Red Hat Linux、Slackware,以及國內的Xteam Linux等。
Linux具有許多Unix系統的功能和特點,能夠兼容Unix,但無需支付Unix高額的費用。比如一個Unix程序員在單位可以在Unix系統上進行工作,回到家裡在Linux系統上也能完成同樣的工作,而不必重新購買Unix。要知道Unix的價格比常見的Windows要高出若干倍,和Linux的低廉更是相距甚遠。
Linux的應用也十分廣泛。Sony最新的PS2游戲機就採用了Linux作為系統軟體,使PS2搖身一變,成為了一台Linux工作站。著名的電影《泰坦尼克號》的數字技術合成工作就是利用100多台Linux伺服器來完成的。
2001年8月17日,Linux發布了最新的Linux 2.4.9版,它也已經十歲了。
Linux的優點
Linux的流行是因為它具有許多誘人之處。
1、完全免費
Linux是一款免費的操作系統,用戶可以通過網路或其他途徑免費獲得,並可以任意修改其源代碼。這是其他的操作系統所做不到的。正是由於這一點,來自全世界的無數程序員參與了Linux的修改、編寫工作,程序員可以根據自己的興趣和靈感對其進行改變。這讓Linux吸收了無數程序員的精華,不斷壯大。
2、完全兼容POSIX 1.0標准
這使得可以在Linux下通過相應的模擬器運行常見的DOS、Windows的程序。這為用戶從Windows轉到Linux奠定了基礎。許多用戶在考慮使用Linux時,就想到以前在Windows下常見的程序是否能正常運行,這一點就消除了他們的疑慮。
3、多用戶、多任務
Linux支持多用戶,各個用戶對於自己的文件設備有自己特殊的權利,保證了各用戶之間互不影響。多任務則是現在電腦最主要的一個特點,Linux可以使多個程序同時並獨立地運行。
4、良好的界面
Linux同時具有字元界面和圖形界面。在字元界面用戶可以通過鍵盤輸入相應的指令來進行操作。它同時也提供了類似Windows圖形界面的X-Windows系統,用戶可以使用滑鼠對其進行操作。在X-Windows環境中就和在Windows中相似,可以說是一個Linux版的Windows。
5、豐富的網路功能
互聯網是在Unix的基礎上繁榮起來的,Linux的網路功能當然不會遜色。它的網路功能和其內核緊密相連,在這方面Linux要優於其他操作系統。在Linux中,用戶可以輕松實現網頁瀏覽、文件傳輸、遠程登陸等網路工作。並且可以作為伺服器提供WWW、FTP、E-Mail等服務。
6、可靠的安全、穩定性能
Linux採取了許多安全技術措施,其中有對讀、寫進行許可權控制、審計跟蹤、核心授權等技術,這些都為安全提供了保障。Linux由於需要應用到網路伺服器,這對穩定性也有比較高的要求,實際上Linux在這方面也十分出色。
7、支持多種平台
Linux可以運行在多種硬體平台上,如具有x86、680x0、SPARC、Alpha等處理器的平台。此外Linux還是一種嵌入式操作系統,可以運行在掌上電腦、機頂盒或游戲機上。2001年1月份發布的Linux 2.4版內核已經能夠完全支持Intel 64位晶元架構。同時Linux也支持多處理器技術。多個處理器同時工作,使系統性能大大提高。
Linux的不足
由於在現在的個人電腦操作系統行業中,微軟的Windows系統仍然佔有大部分的份額,絕大多數的軟體公司都支持Windows。這使得Windows上的應用軟體應有盡有,而其他的操作系統就要少一些。許多用戶在換操作系統的時候都會考慮以前的軟體能否繼續使用,換了操作系統後是否會不方便。雖然Linux具有DOS、Windows模擬器,可以運行一些Windows程序,但Windows系統極其復雜,模擬器所模擬的運行環境不可能完全與真實的Windows環境一模一樣,這就使得一些軟體無法正常運行。
許多硬體設備面對Linux的驅動程序也不足,不少硬體廠商是在推出Windows版本的驅動程序後才編寫Linux版的。但一些大硬體廠商在這方面做得還不錯,他們的Linux版驅動程序一般都推出得比較及時。
軟體支持的不足是Linux最大的缺憾,但隨著Linux的發展,越來越多的軟體廠商會支持Linux,它應用的范圍也越來越廣。這只小企鵝的前景是十分光明的。