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嵌入式操作系统-软件架构师

暴走小夫子 115

前言:

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多核处理器

多个独立CPU 封装在一起,集成在一个电路里。多核处理器是单枚芯片,能直接插入单一的处理器插槽中。

在多核处理器中,计算机可以同执行多个进程,而操作系统中的多个线程也可以并行执行。采用多核处理器司以降低计算机系统的功耗和体积。

多核CPU环境下进程的调度算法一般有全局队列调度局部队列调度两种:

全局队列调度是操作系统维护一个全局的任务等待队列,当系统中有一个CPU核心空闲时,操作系统便从全局任务等待队列中选取就绪任务并开始在此核心上执行,它的优点是CPU核心利用率较高。局部队列调度是指操作系统为每个CPU内核维护一个局部的任务等待队列,当系统中有一个CPU内核空闲时,便从该核心的任务等待队列中选取恰当的任务执行,局部队列调度可以使任务基本上无需在多个CPU核心间切换,有利于提高CPU核心局部缓存命中率,缺点是CPU利用率太低。

多核处理器

嵌入式操作系统EOS

嵌入式操作系统EOS负责嵌入式系统的全部软、硬件资源的分配任务调度、控制、协调并发活动。

与通用操作系统相比,EOS主要有以下特点:

微型化。EOS的运行平台不是通用计算机,而是嵌入式系统。这类系统一般没有大容量的内存,几乎没有外存,因此,EOS必须做得小巧,以占用尽量少的系统资源。代码质量高。在大多数嵌入式应用中,存储空间依然是宝贵的资源,这就要求程序代码的质量要高,代码要尽量精简。专业化。嵌入式系统的硬件平台多种多样,处理器的更新速度快,每种处理器都是针对不同的应用领域而专门设计的。因此,EOS要有很好适应性和移植性,还要支持多种开发平台。实时性强。嵌入式系统广泛应用于过程控制、数据采集、通信、多媒体信息处理等要求实时响应的场合,因此,实时性成为EOS的又一特点。可裁减和可配置。应用的多样性要求EOS具有较强的适应能力,能够根据应用的特点和具体要求进行灵活配置和合理裁减,以适应微型化和专业化的要求。嵌入式实时操作系统RTOS

当外界事件 或数据产生时,能够接受并以足够快的速度予以处理,其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统作出快速响应,并控制所有实时任务协调一致运行的嵌入式操作系统。

工业控制、 军事设备、航空航天等领域对系统的响应时间有苛刻的要求,这就需要使用实时系统。能提供及时响应与高可靠性是主要特点。具体可以分为:

硬实时操作系统一一在规定时间内必须完成操作。软实时操作系统一一按照任务优先级完成即可。嵌入式系统设计

嵌入式系统设计时,要进行低功耗设计。主要技术有:编译优化技术、软硬件协同设计、算法优化

嵌入式系统的软件

嵌入式系统的软件是指应用在嵌入式系统中的各种软件,这些软件规模较小、 开发难度大、实时性和可靠性要求高、要求固化存储。嵌

入式系统软件可以分为:

硬件抽象层操作系统层应用支撑层应用层

硬件抽象层是位于操作系统内核与硬件电路之间的接口层,其目的在手将硬件抽象化。它隐藏了特定平台的硬件接口细节,为操作系统提供虚拟硬件平台,使其具有硬件无关性,可在多种平台上进行移植。

在嵌入式系统中,板级支持包Board Support Package(简称BSP)是对硬件抽象层的实现,是介于底层硬件和上层软件之间的底层软件开发包,它主要的功能是给上层提供统一接口,同时屏蔽各种硬件底层的差异,以及提供操作系统的驱动、硬件初始化(加载bootloader) 和驱动。

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