22、嵌入式系统软件：资源管理与调度全解析

嵌入式系统软件：资源管理与调度全解析

嵌入式操作系统研究进展

在嵌入式系统领域，为了克服现有系统的局限性，有许多研究系统不断涌现。像 Melody、MARS、Spring、MARUTI、Arts、Hartos 和 DARK 等，都是这方面的代表。Takada 提出了一些研究方向，包括低开销内存保护、计算资源的时间保护（防止进程计算时间超过初始计划）、片上多处理器的实时操作系统（特别是针对异构多处理器和多线程处理器）、对连续媒体的支持以及服务质量控制等。

随着物联网系统市场的潜在增长，标准操作系统的供应商开始提供其产品的变体，从像 Wind River Systems 这样的传统供应商手中夺取市场份额。由于连接性的不断增强，Linux 及其衍生的 Android® 变得越来越受欢迎。

虚拟机在嵌入式系统中的应用

在某些环境中，在单个真实处理器上模拟多个处理器是可行的，这可以通过在裸机硬件上运行虚拟机来实现。在这样的虚拟机之上，可以运行多个操作系统，从而允许在单个处理器上同时运行多个操作系统。不过，对于嵌入式系统而言，使用这种方法需要谨慎，因为其时间行为可能存在问题，并且可能会失去时间可预测性。但在某些情况下，这种方法还是很有用的，例如需要在单个硬件处理器上集成使用不同操作系统的多个遗留应用程序。

PikeOS 是专门针对嵌入式系统的虚拟化概念的一个例子。它允许将系统资源（如内存、I/O 设备、CPU 时间）划分为不同的子集。PikeOS 带有一个小型微内核，在这个内核之上可以实现多个操作系统、应用程序编程接口（APIs）和运行时环境（RTEs）。其结构如下：