微內核操作系統在嵌入式平臺上的應用*

　　引言

　　在最近的幾年中，嵌入式技術得到了飛速的發展。大到汽車、電梯、醫療儀器乃至工業設備，小到手機、MP4、照相機等消費電子產品，甚至是人們生活中所熟知的電冰箱、微波爐、洗衣機等傳統電器，到處可以看到嵌入式系統的身影。根據BCC Research Group的分析結果，嵌入式行業在最近5年中保持著年均14%的增長，到2009年將會成為一個880億的巨大市場。

　　所謂嵌入式系統是指為特定應用而設計的專用電腦系統，通常執行的是帶有特定要求的預先定義的任務。說到嵌入式系統上的操作系統，人們首先想到的是各種經過裁剪的Linux以及WinCE。但是Linux和WinCE本身作為單內核(monolithic kernel)操作系統，內核部分過于復雜，并不適用于嵌入式平臺。而μC/Os-II和eCos等又過于簡單，不能提供完整的功能。而隨著微內核(microkernel)操作系統的理論和實現越來越成熟，微內核操作系統開始成為嵌入式平臺一個很好的選擇。

　　圖1 嵌入式平臺操作系統占有率比較圖

　　來源：www.linuxdevices.com

　　嵌入式平臺對操作系統的需求

　　嵌入式平臺上運行的操作系統一方面會根據嵌入式平臺所執行的功能對內核組件進行裁剪，在滿足系統的應用功能的基礎上去除不必要的部分;另一方面，嵌入式平臺對操作系統的可靠性，實時性和安全性特性有很高的要求。

　　可靠性是指嵌入式設備特別是工業設備中的嵌入式系統經常需要連續運行數以年計的時間而不出差錯。可以想像如果飛機中的嵌入式系統在飛機飛行時崩潰重啟，會造成多么大的危害。這就要求嵌入式系統上的操作系統的運行完全沒有錯誤，或者在錯誤出現的時候可以快速自動復位，并且避免在操作系統中使用不穩定的模塊。

　　實時性是指系統能在確定的時間內執行操作并對外部的異步事件做出響應，比如汽車發生車禍時安全氣囊必須在極短的時間內打開。一次正確的操作不僅要求邏輯功能上的正確，而且要求完成這些操作所花費的時間在限定之內。實時又分成硬實時和軟實時，硬實時要求任務在規定時間內必須完成，這由操作系統來保證;而軟實時要求事件響應是實時的，并按照任務的優先級，盡可能在短時間內完成任務。實時操作系統需要調度一切可利用的資源完成有實時性要求的任務，其次才著考慮提高操作系統的整體效率。

linux操作系統文章專題：linux操作系統詳解（linux不再難懂）