1.4 目前主流嵌入式操作系统概述

国际上用于信息电器的嵌入式操作系统约有40种。近年来，市场上非常流行的嵌入式操作系统（EOS）产品，包括：3Com公司下属子公司的Palm OS，全球占有份额达50%；Microsoft公司的Windows CE，份额不过29%。在美国市场，Palm OS更以80%的占有率远超Windows CE。开放源代码的Linux很适于做信息家电的开发。

Linux家族由于其丰富的资源、网络的支持、遵从POSIX标准而被应用到嵌入式系统之中。为了应对嵌入式设备的不同微处理器结构、内存受限和实时性要求，Linux家族为此也做了相应的改变。首先，利用尽可能的模块化来提高系统的可裁剪性和硬件的可扩展性。其次，采用一些新方法提高系统的实时性能，主要方法有限制实时任务和非实时任务的交互，如LynxOS/Blue Cat Linux，RTLinux/RTAI；采用新核或者资源核的方式集成实时和非实时任务，如TimeSys Linux, Monta Vista Linux，TimeSys Linux。

图1.3 Linux资源核的方式

如图1.3所示是Linux资源核的方式。在资源核里，所有任务都运行在虚拟资源上，利用对资源的控制来进行任务的调度，从而达到实时的方式。

Palm是3Com公司的产品，其操作系统为Palm OS。Palm OS是一种32位的嵌入式操作系统。Palm OS是一套专门为掌上电脑开发的OS。在编写程序时，Palm OS充分考虑了掌上电脑内存相对较小的情况，因此它只占有非常小的内存。由于基于Palm OS编写的应用程序占用的空间也非常小（通常只有几十KB），因此从个人管理、游戏到行业解决方案，Palm OS无所不包。

Windows CE是微软开发的一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统，是基于掌上电脑的电子设备操作系统，具有模块化、结构化和基于Win32应用程序接口以及与处理器无关等特点。Windows CE中的C代表袖珍（Compact）、消费（Consumer）、通信能力（Connectivity）和伙伴（Companion），E代表电子产品（Electronics）。与Windows 95/98、Windows NT不同的是，Windows CE是所有源代码全部由微软自行开发的嵌入式新型操作系统，其操作界面虽来源于Windows 95/98，但Windows CE是基于Win32 API重新开发的、新型的信息设备平台。它不仅继承了传统的Windows图形界面，而且继承了Windows 95/98上的编程工具（如Visual Basic、Visual C++等），使绝大多数的应用软件只需简单修改和移植就可以在Windows CE平台上继续使用。Windows CE的设计可以满足多种设备的需要，这些设备包括了工业控制器、通信集线器及销售终端之类的企业设备，还有照相机、电话和家用娱乐器材之类的消费产品。

Android是手机专用的嵌入式操作系统，基于Linux内核的操作系统开发，由Google公司在2007年11月5日公布。早期由原名为“Android”的公司开发，Google公司在2005年收购“Android.Inc”后，继续对Android系统进行开发运营。它采用了软件堆层（Software Stack，又名以软件叠层）的架构，主要分为三部分：底层以Linux内核工作为基础，由C语言开发，只提供基本功能；中间层包括函数库（Library）和虚拟机（Virtual Machine），由C++开发；最上层是各种应用软件，包括通话程序、短信程序等，应用软件则由各公司自行开发，以Java作为编写程序的一部分。它不存在任何以往阻碍移动产业创新的专有权障碍，号称是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件。

µCOS-Ⅱ由于其实时性不错、内核小、并行运行的特点，很受单片机及低端ARM用户的喜爱。包含内核的应用程序编译后可以到几KB的级别，非常适合内存空间受限、价格低的电子产品。同时，由于代码短小，结构性强，因此它非常适合初学者，被很多学校当成教学的素材。

eCOS是由Redhat推出的小型即时操作系统（Real-Time Operating System），最低编译核心可小至10KB的级别，适用于bootloader增强及微小型系统。此系统和嵌入式Linux系统的差异是它将操作系统做成静态链接的方式，让应用程序通过链接（Linker）产生出具有操作系统的特性的应用程式。eCOS的全称为embedded Configuration Operating System，eCOS是开放源码、免税费的实时操作系统，这套操作系统是针对嵌入式系统及应用而设计的，因此是以单一进程搭配多个线程的方式来执行的，提供了较多的元件和包供用户选择使用。

VxWorks是美国Wind River System公司（即风河公司，简称WRS公司）推出的一个实时操作系统。Tornado是WRS公司推出的一套实时操作系统开发环境，类似于Microsoft Visual C，但是提供了更丰富的调试、仿真环境和工具，具有可裁剪的微内核结构、高效的任务管理、灵活的任务间通信、支持TCP/IP网络等优点。但是其价格昂贵，通常需要花费10万元人民币以上才可以搭建起一个可用的开发环境，每个应用还要另收版税。同时，也不提供源代码。

表1.2是几种主流实时嵌入式操作系统的性能比较。

表1.2 几种主流实时嵌入式操作系统的性能比较

从这几种嵌入式实时操作系统的比较可以看出，VxWorks的实时性能最好，µCOS-Ⅱ的表现也相当不错，作为BlackBerry 手机的新操作系统的QNX6表现也很好，而RT-Linux因为沿袭了Linux的设计理念，所以实时性能表现不佳。