嵌入式
Linux是
嵌入式操作系统的一个新成员,其最大的特点是
源代码公开并且遵循
GPL协议,已成为研究热点。正在开发的
嵌入式系统中,有近50%的
项目选择Linux作为嵌入式操作系统。
简介
嵌入式
linux 是将日益流行的Linux操作系统进行裁剪修改,使之能在
嵌入式计算机系统上运行的一种操作系统。嵌入式linux既继承了Internet上无限的
开放源代码资源,又具有
嵌入式操作系统的特性。嵌入式Linux的特点是
版权费免费;购买费用媒介成本
技术支持全世界的
自由软件开发者提供支持网络特性免费,而且性能优异,软件移植容易,代码开放,有许多应用软件支持,应用
产品开发周期短,新产品上市迅速,因为有许多公开的代码可以参考和移植,实时性能RT_Linux Hardhat Linux 等嵌入式Linux支持,实时性能稳定性好安全性好。
如果分别让10位工程师给出
嵌入式系统的定义,将得到10个不同的答案。一般来说,大部分的嵌入式系统执行特定的任务。我们假定最简单的嵌入式系统包括输入/输出功能,以及一些
控制逻辑,该系统基于它的配置执行某些类型的功能。按照这个标准,可以认为一个包含实现控制逻辑74123
计数器以及一个状态是一个嵌入式系统。也许可以补充说,该系统必须可通过存储在固件中的软件进行编程。这个新的嵌入式
系统定义包括输入/输出(I/O),以及存储在系统固件中的控制逻辑。一个带有鼠标、键盘、
网络连接并运行图形用户界面(
GUI,graphical user interface)
多任务操作系统的
桌面计算机显然满足这些要求,但我们能认为它是一个嵌入式系统吗?
如果桌面计算机不是一个嵌入式系统,那么
手持设备呢?它们有I/O功能,可以运行存储在固件中的控制逻辑。有人说,桌面计算机和手持设备都有
通用计算机设备,可以运行软件来执行许多不同的任务,与之不同的是,嵌入式系统(例如,
洗碗机控制器或飞行
导航系统)主要是为特定任务而设计的。这种特定的功能限定使
嵌入式设备有功能上的唯一性。如果是这样,为什么一些嵌入式
系统设计成具有附加的功能,如存储在非易失性存储器中的程序,并且具有运行可以完成原始设计范围之外的任务的
多任务操作系统的能力呢?
在过去,区分嵌入式系统和通用计算机比简单得多。例如,可以很容易地区分出一个基于8051的T1分幅卡嵌入式系统和一台Sun UNIX工作站。从功能方面很难区分一台Sun工作站和一个包含
PowerPC以及32MB内存和16MB闪存的机顶盒。这样的机顶盒可以运行带GUI的多任务操作系统,可现场升级,可以同时运行多个程序(如
视频控制器、数字录像和Java虚拟机),还可以进行安全的因特网在线交易。很难判断这种机顶盒是否是一个嵌入式系统。显然,
硬件性能的提升和价格的下降使
通用计算机和嵌入式系统之间的界限变得很模糊,技术的进步使得我们很难定义什么是嵌入式。
发展历程
嵌入式系统出现于20世纪60年代晚期,它最初被用于控制机电
电话交换机,如今已被广泛的应用于
工业制造、过程控制、通讯、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消费类产品等众多领域。计算机
系统核心CPU,每年在全球范围内的产量大概在二十亿颗左右,其中超过80%应用于各类专用性很强的嵌入式系统。一般的说,凡是带有
微处理器的专用软
硬件系统都可以称为嵌入式系统。
应用特点
嵌入式Linux的
应用领域非常广泛,主要的应用领域有
信息家电、PDA 、机顶盒、Digital Telephone、Answering Machine、Screen Phone 、数据网络、Ethernet Switches、
Router、
Bridge、Hub、Remote access servers、ATM、Frame relay 、
远程通信、医疗电子、交通运输
计算机外设、
工业控制、航空航天领域等。
就是利用Linux其自身的许多特点,把它应用到嵌入式系统里。
Linux做嵌入式的优势,首先,Linux是开放源代码的,不存在黑箱技术,遍布全球的众多Linux爱好者又是Linux开发者的强大技术支持;其次,Linux的内核小、效率高,内核的更新速度很快,linux是可以定制的,其
系统内核最小只有约134KB。第三,Linux是免费的
OS,在价格上极具竞争力。 Linux还有着嵌入式操作系统所需要的很多特色,突出的就是Linux适应于多种
CPU和多种硬件平台,是一个跨平台的系统。它可以支持二三十种CPU。而且性能稳定,裁剪性很好,开发和使用都很容易。很多CPU包括家电业芯片,都开始做Linux的平台移植工作。移植的速度远远超过
Java的
开发环境。也就是说,如果用Linux环境
开发产品,那么将来换CPU就不会遇到困扰。同时,
Linux内核的结构在网络方面是非常完整的,Linux对网络中最常用的
TCP/IP协议有最完备的支持。提供了包括十兆、百兆、千兆的以太网络,以及
无线网络,Toker ring(
令牌环网)、光纤甚至卫星的支持。所以Linux很适于做信息家电的开发。
还有使用Linux为的是来开发
无线连接产品的开发者越来越多。Linux在快速增长的无线连接应用主场中有一个非常重要的优势,就是有足够快的开发速度。这是因为LInux有很多工具,并且Linux为众多程序员所熟悉。因此,我们要在嵌入式系统中使用Linux操作系统。
Linux的大小适合嵌入式操作系统——Linux固有的
模块性,适应性和
可配置性,使得这很容易做到。另外,Linux源码的实用性和成千上万的程序员热切期望它用于无数的
嵌入式应用软件中,导致很多嵌入式Linux的出现,包括:
Embedix,ETLinux,LEM,Linux Router Project,LOAF,uCLinux,muLinux,ThinLinux,FirePlug,Linux和PizzaBox Linux
相比
微软,Linux的
图形界面发展很快,像
GNOME,
KDE,UTITY等都是很优秀的
桌面管理器,并且其背后有着众多的社团支持,可定制性强,已经在Unix和Linux世界普及开来。
发展前景
有巨大的市场前景和商业机会,出现了大量的专业公司和产品,如Montavista Lineo Emi等,有
行业协会如Embedded Linux Consortum等,得到世界著名计算机公司和
OEM板级厂商的支持,例如IBM Motorola Intel等。传统的嵌入式系统厂商也采用了Linux策略,如Lynxworks Win
driver QNX等,还有Internet上的大量嵌入式Linux爱好者的支持。嵌入式Linux支持几乎所有的嵌入式CPU和被移植到几乎所有的嵌入式OEM板。