嵌入式LINUX操作系统的研究

周山

【摘要】随着计算机使用越来越向着专业化的发展，对嵌入式系统的需求也渐渐显示出来。目前对嵌入式系统的研究，对系统的应用具有非常广阔的前景和重要意义。Linux操作系统的源码具有开放性，被越来越多的国内外科研人员用来研究，但Linux系统并不是以嵌入式应用为基础的设计，因此在研究嵌入式Linux操作系统还有很多需要优化的方面。通过对嵌入式Linux操作系统的研究，从而使其满足嵌入式系统所具有的特性。

【关键字】嵌入式；操作系统：Linux

【中图分类号】TP316 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）04-0168—01

随着科学技术的不断发展，对计算机应用的不断普及，推动着人们的生活逐渐的向着自动化和信息化的方向发展。目前一些领域的发展已经离不开计算机技术，而这为嵌入式系统的研究和开发提供了广阔的空间。在我们的生活和工作中，对嵌入式系统的应用范围也表现的越来越广。Linux的出现，更激发了计算机科研人员对嵌入式系统的研究热情。而通过Linux特点在一些高端服务器中的良好表现，嵌入式Linux操作系统的研究也将会给人们带来惊喜。

一、嵌入式系统的概述

嵌入式系统是作为某个装置或设备的一个部分，是一种以应用为中心并以先进的计算机技术为基础，能够适应应用系统的具体需求的专用计算机系统。这些具体需求表现在使用功能、成本和功耗等方面。嵌入式系统只有在面向用户和产品时，通过具体的应用才能展现出它的优势。所以在某些方面嵌入式系统是离不开应用这个主题，并且要具有特别强的专用性，通过实际系统对功能、成本和体积的要求，进行裁减利用。

嵌入式系统可以说是一个集软件及硬件为一体的集成系统。它通过嵌入式处理器、嵌入式操作系统、相关支撑硬件以及应用软件系统等组成一个综合体，可以说是现代科技发展下的产物。目前嵌入式系统已经和人们的生活工作有着紧密的联系，通过应用了嵌入式系统的产品，更容易让人们接受和使用。

二、嵌入式Li nux操作系统的发展

在嵌入式系统不断增加的复杂性，嵌入式操作系统逐渐成为了它最重要的组成部分然而操作系统的性能对整个嵌入式系统的性能有着直接的影响。嵌入式Lmux操作系统，是一种根据嵌入式系统的不同要求而设计的。一般是由一个Linux内核及一些具有系统特殊需求的系统模块构成。嵌入式Linux不仅所需的存储空间较小，还能够处理多任务多进程。和其它嵌入式操作系统不同的是Linux具有源代码的开放性，这为嵌入式系统的发展提供了非常好的资源。目前，对嵌入式Linux操作系统的开发正逐渐的发展壮大，开辟了属于自己的市场。一些公司对嵌入式Linux的研究也在紧锣密鼓的进行中。现在已经有一些小型的嵌入式Linux出现并应用在一些电子设备上。在未来的开发和研究中，嵌入式Linux操作系统将会给人们的生活和工作带来更多的便利。

三、嵌入式Li nux操作系统的设计要点

嵌入式操作系统与我们所了解的操作系统在含义上有一些区别，嵌入式操作系统是用来负责嵌入式系统中的全部软件和硬件资源的分配以及调度工作，控制协调嵌入式系统中的并发活动，嵌入式操作系统要体现所嵌入系统的特征，可以通过对某些模块的装卸，从而达到应用系统所要求的功能。

在嵌入式系统的发展过程中，将操作系统当作是嵌入式系统的原型已经被广泛的研究。而Linux系统的特点，在研究嵌入式系统的研究中更具优势。按照嵌入式系统的具体需求，对Lmux内核代码进行不断的更新和优化，从而形成嵌入式Linux操作系统。在嵌入式Linux操作系统的设计中我们需要注意以下三点：

4.嵌入式Linux的内存管理。内存管理不仅可以用向操作系统提供具有一致的地址映射，还可以对内存页面进行申请和释放操作。在没有操作系统嵌入的情况下，内存管理的工作是由嵌入式应用程序自己来完成。通过程序设计人员对程序的编写，将内存的访问设置一个界限，防止了内存访问越界，提高程序运行的可靠性。通过操作系统对嵌入式应用程序的内存空间的统一管理，使嵌入式应用程序在设计中得到了简化，并提高了嵌入式应用程序运行的稳定性。随着一些嵌入式处理器提供的MMU功能的加强，不仅使内存地址形成了映射，还加强了寻址功能，使操作系统在内存管理上更加便利。

5.嵌入式Linux的boofload～固件。Boofloader固件是驻留在ROM中，用于启动RAM或ROM中所嵌入的软件的程序。在嵌入式Linux的开发中，要通过利用硬件目标板的特性，开发boofload～程序。首先要使用bootloader对一些配置寄存器进行初始化处理。其次，对一些必备的硬件进行初始化。例如内存或者中断控制器等等。最后，通过bootloader所提供的命令行指定系统映像所要下载的位置，利用bootloader初始化操作系统并且准备启动系统。

6.嵌入式Linux的实时支持。嵌入式系统需要操作系统的内核要具有实时性，能够支持多任务的操作，使嵌入式系统可以具备与外界实时交互的能力。Linux的内核是非抢占式的，在设计时要实现Linux内核的实时性。嵌入式Linux的实时支持，可以通过对Linux的调度算法、中断机制以及实时信号机制等技术的运用来实现。

结束语：在计算机技术迅速发展的今天，嵌入式系统的应用研究和开发要在一个硬件和软件完整的结构体系上进行设计，才能符合系统应用的需求。本文通过对嵌入式系统的了解以及对嵌入式Linux操作系统设计的分析，让我们了解嵌入式Linux的特点和在未来的发展前景。通过对嵌入式Linux的研究，为计算机科研工作人员在研究系统集成、跟踪技术和问题描述上的研究进行指导，这对嵌入式系统的研究也提供了更广阔的空间。