嵌入式作業系統核心原理和開發(開篇)

2021-08-31 12:56:06 字數 1548 閱讀 9783

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作業系統是很多人每天必須打交道的東西,因為在你開啟電腦的一剎那,隨著bios自檢結束,你的windows系統已經開始執行了。如果問大家作業系統是什麼?可能有的人會說作業系統就是windows,就是那些可以放大、縮小、移動的視窗。對曾經是計算機專業的朋友來說,這個答案還要稍微複雜一些,作業系統可能還有linux、unix、ios、sun solaris、aix等。如果再細化一點,對嵌入式工具比較解的朋友還會有新的補充,因為在他們看來,vxworks、ecos、ucos也都是作業系統,雖然它們好多系統連介面都沒有。

既然作業系統稱之為乙個系統,那麼它必然是由好多的部件組成的。有過linux嵌入式開發經驗的朋友都知道,要想使乙個linux在arm晶元上真正跑起來,它必須有三個部分組成,即boot + 核心 + 檔案系統。而真正核心的東西其實很少,也就是cpu初始化、執行緒排程、記憶體分配、檔案系統、網路協議棧、驅動這些部分組成。那麼是不是所有的晶元都需要跑作業系統呢?我們可以舉個例子。

現在有乙個簡單的溫度測量電路,它由三部分組成:1、微控制器;2、溫度感測器模組;3、無線發射模組。我們設計這麼乙個溫度測量電路其實就是乙個目的,那就是為了實時獲取當前的溫度資訊。那麼,這麼乙個簡單的電路應該怎麼設計程式呢?其實很簡單。

void

sleep

(int value)

}void

main

()}

如果我們需要cpu幹的事情很少,甚至極端一點說只有一件事情,那麼根本沒有設計作業系統的必要。我們設計出作業系統,主要是想在單位時間內完成幾件事情。打個比方來說,你完全可以在工作的時候一遍寫文件、一遍收發電子郵件,偶爾還能開個小差休息一會。 所以作業系統就是為了共享資源而存在的。

說了這麼多,我們需要的的核心**是什麼樣的?其實在我看來,很簡單。它只要滿足下面兩個條件就可以了,

(1)像使用者軟體一樣可以執行;

(2)像使用者軟體一樣可以單步除錯。    

要解決這些問題,對linux系統來說上不難解決。要解決os的執行和除錯問題,關鍵就在於如何**中斷和實現os的任務切換。至於任務的開啟、執行和掛起,記憶體分配,互斥量,訊號量,檔案系統,tcp/ip協議棧,gui操作,這些其實都是可以在linux上進行**和操作的,朋友們可以盡請放心。這部分的內容,我們會在以後的部落格中陸續展開。

為了能夠更好地閱讀後面發表的博文,我建議你鞏固一下下面這些知識,這樣會對你的理解有很大的裨益。

(1)cpu 結構,了解中斷流程就行;

(2)linux 組合語言;

(3)函式堆疊格式和內容;

(4)互斥量、訊號量的使用方法;

(5)排程的基本策略;

(6)記憶體分配的基本方法;

(7)tcp/ip socket程式設計;

(8)gui程式設計方法,可以參考windows的方法;

(9)系統中的記憶體布局、編譯原理等等。

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