37、嵌入式系统软件：操作系统与实时系统解析

嵌入式系统软件：操作系统与实时系统解析

1. 嵌入式系统的组件复用

在嵌入式系统的设计中，并非所有组件都需要从头开始设计。存在一些标准组件可以被复用，这些组件包含了先前设计工作的知识，构成了知识产权（IP）。IP复用是应对设计日益复杂的关键技术之一。通常，“IP复用”常指硬件的复用，但仅复用硬件是不够的，软件组件同样需要复用。

可复用的标准软件组件包括系统软件组件，如嵌入式操作系统（OS）和中间件。中间件是指在操作系统和应用软件之间提供中间层的软件，通信库可视为中间件的一种特殊情况，它扩展了操作系统提供的基本通信功能。实时数据库也被视为另一类中间件。在规范中可能需要包含对标准软件组件的调用，因此完成系统可执行规范时，可能需要这些标准组件的应用程序编程接口（API）信息。

2. 嵌入式操作系统的一般要求

除了非常简单的系统外，调度、任务切换和I/O操作都需要适合嵌入式应用的操作系统支持。任务切换（或任务“调度”）算法对处理器进行多路复用，使每个任务看起来都有自己的处理器。

对于具有虚拟内存的系统，可以区分不同的地址空间、进程和线程。每个进程有自己的地址空间，而多个线程可以共享一个地址空间。改变地址空间的上下文切换比不改变的上下文切换需要更多时间。共享地址空间的线程通常通过共享内存进行通信。操作系统必须为线程和进程提供通信和同步方法。

嵌入式操作系统具有以下基本特征：
- 可配置性 ：由于嵌入式系统种类繁多，对嵌入式操作系统功能的要求也各不相同。出于效率考虑，不能使用提供所有功能集合的操作系统。对于大多数应用，操作系统必须小巧，因此需要能够根据具体应用进行灵活定制的操作系统