四种嵌入式实时操作系统--龙人嵌入式开发

longrenarm9 发表于 2008-06-03 08:42:22

 
由于嵌入式实时操作系统可以支持多任务，使得嵌入式程序开发更加容易，在便于维护的同时还能提高系统的稳定性和可靠性，所以逐步成为嵌入式系统的重要组成部分，对嵌入式操作系统的研究变得尤为重要，VxWorks、μClinux、μC／OS-II和eCos是4种性能优良并被广泛应用的嵌入式实时操作系统。本文龙人计算机就分别介绍这4种操作系统。
龙人计算机嵌入式研发中心是国内最早进入嵌入式技术研发和应用推广的技术型企业之一，成立以来在专注于嵌入式底层应用技术的研究和开发的同时为广大客户提供嵌入式系统开发技术、嵌入式解决方案和嵌入式产品（嵌入式开发板、ARM开发板、ARM9开发板、ARM开发工具、ARM仿真器和ARM工控板、ARM实验仪等）。
 (1)VxWorks
 VxWorks是美国WindRiver公司的产品，是目前嵌入式系统领域中应用很广泛，市场占有率比较高的嵌入式操作系统。VxWorks实时操作系统由400多个相对独立、短小精悍的目标模块组成，用户可根据需要选择适当的模块来裁剪和配置系统；提供基于优先级的任务调度、任务间同步与通信、中断处理、定时器和内存管理等功能，内建符合POSIX(可移植操作系统接口)规范的内存管理，以及多处理器控制程序；并且具有简明易懂的用户接口，在核心方面甚至町以微缩到8 KB。
 (2) μC／OS-II
 μC／OS-II是在μC-OS的基础上发展起来的，是美国嵌入式系统专家Jean J．Labrosse用C语言编写的一个结构小巧、抢占式的多任务实时内核。μC／OS-II能管理64个任务，并提供任务调度与管理、内存管理、任务间同步与通信、时间管理和中断服务等功能，具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点。
 μClinux是一种优秀的嵌入式Linux版本，其全称为micro-control Linux，从字面意思看是指微控制Linux。同标准的Linux相比，μClinux的内核非常小，但是它仍然继承了Linux操作系统的主要特性，包括良好的稳定性和移植性、强大的网络功能、出色的文件系统支持、标准丰富的API，以及TCP／IP网络协议等。因为没有MMU内存管理单元，所以其多任务的实现需要一定技巧。
 (4)eCos
eCos(embedded Configurable operating system)，即嵌入式可配置操作系统。它是一个源代码开放的可配置、可移植、面向深度嵌入式应用的实时操作系统。最大特点是配置灵活，采用模块化设计，核心部分由小同的组件构成，包括内核、C语言库和底层运行包等。每个组件可提供大量的配置选项(实时内核也可作为可选配置)，使用eCos提供的配置工具可以很方便地配置，并通过不同的配置使得eCos能够满足不同的嵌入式应用要求。
以上是对四种嵌入式实时操作系统的介绍，更多关于这四种操作系统的性能分析和比较请进龙人嵌入式事业部网站：http://www.armlab.net
 
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关于在高校开展嵌入式系统技术普及推广活动的通知

longrenarm9 发表于 2008-06-03 08:41:38

阅读新闻
关于在高校开展嵌入式系统技术普及推广活动的通知
中国软件行业协会
各高校领导：
随着信息产业和微电子技术的迅速发展，嵌入式系统技术已成为目前信息产业最热门的技术之一，应用范围遍及航空航天、医疗、通讯、楼宇自控、网络通讯等各个领域，同时随着网络通信的延伸，嵌入式系统技术以消费电子产品的形式进入我们日常生活的各个角落。
为提高高校学生的嵌入式软件开发和应用水平，为国家提供更多的嵌入式软件人才，中国软件行业协会嵌入式系统分会委托华清远见嵌入式学院近期在高校开展嵌入式系统相关技术的普及推广活动，通过举办免费技术讲座的形式让在校学生了解企业对嵌入式开发人才需求情况，提高学生对嵌入式系统技术的认知水平和就业竞争力，帮助学生顺利实现由高校毕业生到企业所需人才的转变。
望贵校对举办嵌入式系统相关技术免费技术讲座的予以支持和协助。                                   
欢迎回执商洽举办讲座的事宜。谢谢！
中国软件行业协会嵌入式系统分会
 
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ARM多核和MIPS多执行绪嵌入式处理器技术剖析

longrenarm9 发表于 2008-06-03 08:40:40

在嵌入式装置中建置多核心（包含同质或异质）以及多执行绪技术，的确能带来诸多效益，尤其是改进系统效能方面最为明显。

尽管RISC嵌入式开发技术所面临的挑战越来越多，但是在维持以往嵌入式软件开发资源兼容性的前提之下，能够改善其未来适用性，并且有效提升新系统的效能表现，使其不失为良好的解决方案。

应用决定多核或多绪

多核心与多执行绪在效能表现上有其帮助，但是效能与这些技术的内建其实并没有绝对关系，会造成这样的原因主要是应用环境的需求。以手机为例，整合于手机内的SoC芯片虽然是属于多核心架构的一环，但是手机采用的SoC芯片多为应用处理器，其整合的核心并非完全属于同性质架构，同质多核心在嵌入式开发系统实际应用上的案例其实非常少。

而多执行绪处理器在汽车电子或者是嵌入式网络环境中扮演着重要的角色，但是也有厂商利用数颗多执行绪芯片组成多核心与多执行绪兼备的运算架构，换句话说，两者并不是单纯选边站而已，根据实际应用的需求，自行搭配或开发最终解决方案也成了许多厂商面对问题时的态度。这也代表着，在选择嵌入式开发系统的基础架构时，处理器本身只是应用的1个环节，如何能够针对应用将所需的效能最大化，必须依照产品的不同而有各种考虑。

真正的同质多核心架构－ARM11 MPCore

在嵌入式多核心应用处理器这方面的领域，目前以ARM为技术领导者，虽然该公司本身并无晶圆厂，而纯粹以IP的形式出售处理器架构，由于定位正确，在短短的数年间取得了极大的市场地位，全世界绝大多数的手持式装置都嵌入了ARM的处理器技术。

以其技术的发展历程来看，早期的ARM7架构本身能够满足一些音效编译码应用。而在增加16位饱和运算指令和提高ARM9核心速度后，不仅能完成音效编译码工作，以及以大约80 MHz、15 画格/秒速度下的MPEG-4 QCIF（4分之1 CIF分辨率）编码。在ARM11 V6指令集架构上增加速度和SIMD指令后，就可以实现VGA分辨率的 H.264 编码。再进一步到最新的Cortex A8与其基于64位SIMD架构的Neon加速器搭配工作之下，就可以完成 30 画格/秒的 MPEG-4 VGA 编码，所花周期只有 ARM11 的一半。在实际情况下，该工作需要大约 300 MHz。为了使这些选项对使用者更加可行，ARM 正在开发一个并行编译器原型，它可以提取资料并行机制，并用 SIMD 硬件来使用它
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ARM9的车载GPS智能导航系统

longrenarm9 发表于 2008-06-03 08:39:50

本嵌入式GPS导航系统的硬件核心是三星公司ARM9系列中的16/32位RISC处理器S3C2410A芯片，该芯片强大的实时处理能力和丰富的外围接口非常适合嵌入式系统的开发，本系统正是基于该芯片的这些特点而设计的。系统框图如图1所示。
 该系统以S3C2410A微处理器为核心，与2片32M的SDRAM(HY57V561620CT)和一片64M的NAND Flash(K9F1208U0B)组成了最小系统。外部添加了用于接收GPS信号的GPS模块，用于显示的液晶面板以及一片UDA1341TS的声音芯片。此外，为了调试的方便，我们还增加了一片CS8900A的10M网卡芯片。
嵌入式GPS系统平台的建立主要包括两部分，即宿主机（PC机）上操作系统的选择和交叉编译器工具链的建立。
 PC机上的操作系统可以有多种选择：安装Linux发行版、在Windows下使用虚拟机或者使用Cygwin。由于现今Microsoft Windows统领着全球超过半数的PC机（在中国Windows占据近90%的份额），许多开发者开始使用虚拟机等手段来实现在Windows平台下进行嵌入式Linux的开发，但这些方法都会或多或少地带来些兼容性问题。开发嵌入式最好的选择便是在PC机上安装Linux发行版，因为这样与Windows毫无关联，可占有系统全部资源，拥有系统最高性能和最佳的兼容性。Linux
 在建立交叉编译器工具链方面必须注意一点的便是C运行库的选择。现在可供选择的C运行库有glibc, uClibc以及newlib等。glibc是由GNU项目提供的标准C运行库，它针对PC应用设计，较庞大，但能提供最优的兼容性。如果一般的嵌入式开发可选用uClibc。uClibc原本是uCLinux开发过程中的一个C语言库，现已经独立于uCLinux项目并且进一步完善。它对glibc的大部分函数进行了重写，并且目标就定位于嵌入式，所以其相对glibc而言要小巧很多。此外由于它的函数与glibc保持一致，这样很多原本基于glibc开发的软件基本无需改动便可改用uClibc编译运行，使得在嵌入式系统上占用的内存和磁盘空间更少。但由于毕竟不是标准的C运行库，因此uClibc拥有着一定的兼容性问题。
  本系统选用了Fedora Core 5作为宿主机（PC机）的操作系统以及分别使用buildroot和crosstool建立两条采用不同的C运行库的交叉编译器工具链。由于我们系统开发需要使用U-Boot的TFTP功能下载Linux内核以及Linux的NFS网络文件系统，所以首先需要对Fedora Core 5设置TFTP以及NFS，而后需要设置一个串口通信软件与开发板互动，本系统选择了Kermit。
深圳龙人嵌入式事业部在向海内外提供嵌入式开发、嵌入式解决方案(ARM解决方案、ARM9解决方案)与嵌入式产品(ARM开发板、ARM9开发板、ARM7开发板、ARM工控板)的同时立志成为行业内最优秀最完备的嵌入式软件、嵌入式硬件技术及嵌入式系统解决方案提供商。网址：http://www.armlab.net
 
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嵌入式Linux网络打印服务器的实现

longrenarm9 发表于 2008-06-03 08:39:07

目前，网络打印服务器的出现很好地解决了多个PC机共用一台打印机的问题，但传统的网络打印服务需要专门一台Pc机作为网络打印服务器，浪费资源、打印成本高，且使用不方便。基于以上情况，本文设计并实现了一种基于arm开发板 嵌入式开发IJnux的网络打印服务器。打印机连接在价格低廉、体积小巧的嵌入式网络打印服务器上，网络打印服务器连接到局域网，所有用户PC的打印任务都可以通过访问嵌入式网络打印服务器完成打印任务。嵌入式开发打印服务器应用场景。 常用打印机接口有USB口和并口，并口技术经多年发展，现已形成了IEEE 1284标准。该标准目前定义了5种并口通信模式，见表1。标准并口模式是为打印输出而设计的，数据由计算机单向输出，不能用数据线进行数据输入，要进行数据输入只能利用状态线。并口状态线只有5条，所以每个字节要分两次输入，再拼装为一个完整的字节。标准并口模式速度较低，对硬件的要求不高，适用于低速的应用场合。 CPU采用Samsung公司ARM920t处理器S3C2440A，主频可达400 MHz，同时支持L,inux、Vx_works和wincE 3种主流嵌入式操作系统。系统包括网口、USB口、并口3个对外接口，网口芯片采用支持10 Mbit•s-1/100 Mbit•s-1速率的DM9000，并行打印机端口通过CPLD(复杂可编程逻辑器件)实现，cPU自身提供USB接口。Flash是32 MB Nand Flash存储器，存储u-BOOT、启动参数、arm开发板内核以及文件系统，其他部分包括电源、复位、晶振等电路。 CPU频率较高，普通并口arm控制芯片(如8255)读写时序不能满足CPU读写时序要求，故一般采用可编程逻辑器件实现并口内部的逻辑，完成并口功能。 系统采用源码开放的嵌入式开发Linux操作系统，所需的各种驱动可从互联网下载，根据系统电路设计对驱动参数稍做修改。实现打印机共享的应用程序需要移植。 本文将介绍并行打印机端口的实现和打印机共享应用程序的移植。 2并行打印机端口的实现 并行打印机端口的VHDL实现 并行打印端口实现CPU和打印机连接，在编写VHDL代码时，所实现的并行打印端口时序要与cPu读写时序和打印机数据传输时序匹配。具体的时序要求分别参考S3C2440A用户使用手册和文献[1]中通过 并行打印机适配器在PC和打印机之间进行数据传输的时序图。 总之要想知道更多 嵌入式Linux 的相关信息请龙登陆龙人嵌入式开发网站
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