浅谈四大嵌入式操作系统的特点及前景

摘要：嵌入式操作系统种类繁多，但大体可分为两种——商用型和免费型。如今大部分嵌入式系统需要的是一套高度简练、界面友善、质量可靠、应用广泛、易开发、多任务，并且价格低廉的操作系统。因此了解各个嵌入式操作系统的特点对更高性价比的选择起到决定性作用。本文主要介绍了目前市面上四大嵌入式操作系统的特点及应用前景。

关键词：嵌入式操作系统;特点;应用前景

引言：嵌入式操作系统种类繁多，但大体可分为两种——商用型和免费型。目前商用型的操作系统主要有VxWorks、WindowsCE、pSOS、PalmOS、OS一9、LynxOS、QNX和LYNX等，它们的优点是功能稳定、可靠，有完善的技术支持和售后服务，而且提供了如图形用户界面和网络支持等高端嵌入式系统要求的许多高级功能;缺点是价格昂贵且源代码具有封闭性，这大大限制了开发者的积极性。

目前免费型的操作系统主要有Linux和uC/OS-II，它们在价格方面具有很大优势。例如，嵌入式Linux操作系统以价格低廉、功能强大、易于移植而且程序源码全部公开等优点正在被广泛采用，成为新兴的力量。

1.几种常用的嵌入式操作系统的特点。

1.1μC/OS-II嵌入式操作系统

μC/OS-II是“Micro-Controller Operating System 2”的简写，意为“微控制器操作系统2”，是一个完整的，源代码免费的，可移植、固化、裁剪的抢占式实时多任务内核，主要面向中小型嵌入式系统。μC/OS-II由ANSI的C语言编写而成，包含一小部分与处理器相关的汇编代码，所有源代码约有5500行，非常短小，现已成功移植到近40多种不同架构的微处理器上。

μC/OS-II具有执行效率高、占用空间小、可移植性及扩展性强、实时性能优良、稳定性和可靠性良好等特点。其内核采用微内核结构，将基本功能（如进程管理、存储普理、中断处理）放在内核中，留给用户一个标准API函数，并根据各个任务的优先级分配CPU时间。而将那些不是非常重要的核心功能和服务，如输入/输出管理、文件系统、网络通信、设备管理等，作为内核之上可配置的部分，方便系统扩展。因此，用户可根据自己的需求添加各种服务。目前市场上已出现专门为μC/OS-II开发文件系统、TCP/IP协议栈用户显示接口等的第3方厂家。

1.2 WindowsCE操作系统

WindowsCE面向从最基本的系统到高级的32位嵌入式系统。Windows CE是一个小规模而又高度可定制的操作系统。它是一个全新的系统，以最现代的技术设计和优化，适用于现有的和下一代32位微处理器家族，包括基于MIPS、PowerPC、ARM和Sparc的功能强大的新型处理器。

以Windows CE 5.0举例，WindowsCE.NET5.0是WindowsCE4.2的后续产品，它不仅是一个功能强大的实时嵌人式操作系统，而且提供了众多强大的工具，允许用户利用它快速开发出下一代的智能化、小体积连接设备。借助于完善的操作系统功能和开发工具，Windows CE 5.0为开发人员提供了构建、调试和部署基于Windows CE 5.0的定制设备所需的一切特性。平台开发工具PlatformBuilder是一个完 全集成的开发环境（IDE），并且包括一个软件开发工具包（SDK）导出工具。Windows CE 5.0支持Microsoft Embedded Visual C++和Microsoft Visual Studio. NET，为面向Microsoft， NET Compact Framework（ Microsoft. NET Framework的一个子集）的Web服务和应用程序开发提供了一个完整的开发环境。利用这些工具，开发人员可以迅速开发出能够在最新硬件上运行各种应用程序的智能化设计。

1.3 VxWorks 嵌入式实时操作系统

VxWorks实时操作系统基于微内核结构，是可裁剪的高性能实时操作系统，在实时操作系统市场上处于领先地位。VxWorks是Wind River Systems公司于1987年专门为实时嵌入式系统设计开发的一种实时操作系统。它为程序员提供了高效的实时任务调度、中断管理，实时的系统资源，以及实时的任务间通信。应用程序员可以将尽可能多的精力放在应用程序本身，而不必再去关心系统资源的管理。该系统主要应用在单片机、数据网络（以太网交换机、路由器）和通信等方面。

1.4 Linux操作系统

Linux类似于UNIX，是一种免费的、源代码完全开放的、符合POSIX标准规范的操作系统。Linux的系统界面和编程接口与UNIX很相似，所以UNIX程序员可以很容易地从UNIX环境转移到Linux环境中来。Linux 拥有现代操作系统所具有的特点，例如，真正的抢占式多任务处理，支持多用户、内存保护、虚拟内存，支持对称多处理机SMP （Symmetric Multi-Processing），符合POSIX标准，支持TCP/IP，支持绝大多数的32位和64位CPU。嵌人式Linux版本众多，如支持硬实时的Linux RT-Linux/RTAI、Embedix、Blue Cat Linux和Hard Hat Linux等。

2.几种常用的嵌入式操作系统的应用前景：

μC/OS-II是结构简单实用性强的系统内核，适合于广大嵌入式系统开发人员和爱好者入门学习以及高校教学和科研。很适合开发那些对系统要求不是很严格且RAM和ROM有限的各种小型嵌入式系统设备。WindowsCE内核较小，能作为一种嵌入式操作系统应用到工业控制等领域，其优点是具有便携性、提供对微处理器的选择以及非强行的电源管理功能。VxWorks 被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域。例如，美国的波音公司就在其最新的787客机中采用了此操作系统;而在外层空间探索领域也一直是NASA的最爱。μCLinux操作系统可以利用功能强大的Linux资源，适合开发对事件要求不高的小容量、低成本的各类产品，特别适合于开发与网络应用密切相关的嵌入式设备或者PDA设备。

结语：随着嵌入式系统发展的愈来愈迅速，应用領域越来越广，如何从经济、稳定性、可操作性等方面选择嵌入式系统的操作系统是众多企业共同的烦恼。因此，研究各种嵌入式操作系统的特点进而了解其优势对嵌入式行业的发展至关重要。