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嵌入式实时操作系统的现状和未来
内容 摘要:从RTOS(嵌入式实时操作系统)发展的历史、RTOS市场和技术发展的变化、RTOS的未来及RTOS在中国几个方面,给出RTOS的现状、未来发展方向及RTOS的应用领域:系统级、板级、SOC级。

关键词:RTOS嵌入式系统 嵌入式应用 嵌入式开发工具

  随着互联网应用的迅速发展,嵌入式微处理器的应用日益广泛,无处不在,从波音飞机到移动电话,都有嵌入式微处理器的存在。在嵌入式微处理器的应用开发中,嵌入式实时操作系统(简称RTOS)是核心软件,就像我们日常所用计算机的桌面系统中,微软公司的Windows 98一样重要。    RTOS 已经在全球形成了1个产业,据美国EMF(电子市场分析)报告,1999年全球RTOS市场产值达3.6亿美圆,而相关的整个嵌入式开发工具(包括仿真器、逻辑分析仪、软件编译器和调试器)则高达9亿美圆。

一、 RTOS发展历史

  从1981年Ready System发展了世界上第1个商业嵌入式实时内核(VRTX32),到今天已经有近20年的历史。20世纪80年代的产品还只支持一些16位的微处理器,如68k,8086等。这时候的RTOS还只有内核,以销售二进制代码为主。当时的产品除VRTX外,还有IPI公司的MTOS和80年代末ISI公司的PSOS。产品主要用于军事和电信设备。进入20世纪90年代,现代操作系统的设计思想,如微内核设计技术和模块化设计思想,开始渗入RTOS领域。老牌的RTOS厂家如Ready System(在1995年与Microtec Research合并),也推出新一代的VRTXsa实时内核,新一代的RTOS厂家Windriver推出了Vxwork。另外在这个时期,各家公司都有力求摆脱完全依赖第三方工具的制约,而通过自己收购、授权或使用免费工具链的方式,组成1套完整的开发环境。例如,ISI公司的Prismt、著名的Tornado(Windriver)和老牌的Spectra(VRTX开发系统)等。
  进入20世纪90年代中期,互联网之风在北美日渐风行。网络设备制造商、终端产品制造商都要求RTOS有网络和图形界面的功能。为了方便使用大量现存的软件代码,他们希望RTOS厂家都支持标准的API,如POSIX, Win32等,并希望RTOS的开发环境与他们已经熟悉的UNIX,Windows一致。这个时期代表性的产品有Vxwork,QNX, Lynx和WinCE等。

二、 RTOS市场和技术发展的变化

  可以看出,进入20世纪90年代后,RTOS在嵌入式系统设计中的主导地位已经确定,越来越多的工程师使用RTOS,更多的新用户愿意选择购买而不是自己开发。我们注意到,RTOS的技术发展有以下一些变化:
  1. 因为新的处理器越来越多,RTOS自身结构的设计更易于移植,以便在短时间内支持更多种微处理器。
  2. 开放源码之风已波及RTOS厂家。数量相当多的RTOS厂家出售RTOS时,就附加了源程序代码并含生产版税。
  3. 后PC时代更多的产品使用RTOS,它们对实时性要求并不高,如手持设备等。微软公司的WinCE,Plam OS, Java OS等RTOS产品就是顺应这些应用而开发出来的。
  4. 电信设备、控制系统要求的高可靠性,对RTOS提出了新的要求。瑞典Enea公司的OSE和WindRiver 新推出的Vxwork AE对支持HA(高可用性)和热切换等特点都下了一番功夫。
  5. Windriver收购了ISI,在RTOS市场形成了相当程度的垄断,但是由于Windriver决定放弃  PSOS,转为开发Vxwork与PSOS合二为一版本,这便使得PSOS用户再一次走到重新选择RTOS的路口,给了其他RTOS厂家1次机会。
  6. 嵌入式Linux已经在消费电子设备中得到应用。韩国和日本的一些企业都推出了基于嵌入式Linux的手持设备。嵌入式Linux得到了相当广泛的半导体厂商的支持和投资,如Intel和 Motorola。

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