嵌入式系統(tǒng)和嵌入式操作系統(tǒng)

一 什么是嵌入式系統(tǒng) 
　　 
　　嵌入式系統(tǒng)一般指非pc系統(tǒng)，有計算機功能但又不稱之為計算機的設(shè)備或器材。它是以應(yīng)用為中心，軟硬件可裁減的，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性嚴(yán)格要求的專用計算機系統(tǒng)。簡單地說，嵌入式系統(tǒng)集系統(tǒng)的應(yīng)用軟件與硬件于一體，類似于pc中bios的工作方式，具有軟件代碼小、高度自動化、響應(yīng)速度快等特點，特別適合于要求實時和多任務(wù)的體系。嵌入式系統(tǒng)主要由嵌入式處理器、相關(guān)支撐硬件、嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件系統(tǒng)等組成，它是可獨立工作的“器件”。 
　　 
　　嵌入式系統(tǒng)幾乎包括了生活中的所有電器設(shè)備，如掌上pda、移動計算設(shè)備、電視機頂盒、手機上網(wǎng)、數(shù)字電視、多媒體、汽車、微波爐、數(shù)字相機、家庭自動化系統(tǒng)、電梯、空調(diào)、安全系統(tǒng)、自動售貨機、蜂窩式電話、消費電子設(shè)備、工業(yè)自動化儀表與醫(yī)療儀器等。 
　　 
　　嵌入式系統(tǒng)的硬件部分，包括處理器/微處理器、存儲器及外設(shè)器件和i/o端口、圖形控制器等。嵌入式系統(tǒng)有別于一般的計算機處理系統(tǒng)，它不具備像硬盤那樣大容量的存儲介質(zhì)，而大多使用eprom、eeprom或閃存(flash memory)作為存儲介質(zhì)。軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件(要求實時和多任務(wù)操作)和應(yīng)用程序編程。應(yīng)用程序控制著系統(tǒng)的運作和行為；而操作系統(tǒng)控制著應(yīng)用程序編程與硬件的交互作用。 
　　 
　　 
　　二 嵌入式處理器 
　　 
　　嵌入式系統(tǒng)的核心是嵌入式微處理器。嵌入式微處理器一般具備4個特點：(1)對實時和多任務(wù)有很強的支持能力，能完成多任務(wù)并且有較短的中斷響應(yīng)時間，從而使內(nèi)部的代碼和實時操作系統(tǒng)的執(zhí)行時間減少到最低限度；(2)具有功能很強的存儲區(qū)保護功能，這是由于嵌入式系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)已模塊化，而為了避免在軟件模塊之間出現(xiàn)錯誤的交叉作用，需要設(shè)計強大的存儲區(qū)保護功能，同時也有利于軟件診斷；(3)可擴展的處理器結(jié)構(gòu)，以能迅速地擴展出滿足應(yīng)用的高性能的嵌入式微處理器；(4)嵌入式微處理器的功耗必須很低，尤其是用于便攜式的無線及移動的計算和通信設(shè)備中靠電池供電的嵌入式系統(tǒng)更是如此，功耗只能為mw甚至μw級。 
　　 
　　據(jù)不完全統(tǒng)計，目前全世界嵌入式處理器的品種總量已經(jīng)超過1000種，流行的體系結(jié)構(gòu)有30多個系列。其中8051體系占多半，生產(chǎn)這種單片機的半導(dǎo)體廠家有20多個，共350多種衍生產(chǎn)品，僅philips就有近100種?，F(xiàn)在幾乎每個半導(dǎo)體制造商都生產(chǎn)嵌入式處理器，越來越多的公司有自己的處理器設(shè)計部門。嵌入式處理器的尋址空間一般從64kb到16mb，處理速度為0.1~2000mips，常用封裝8~144個引腳。 
　　 
　　根據(jù)現(xiàn)狀，嵌入式計算機可分成下面幾類。 
　　 
　　(1)嵌入式微處理器(embedded microprocessor unit, empu) 
　　 
　　嵌入式微處理器采用“增強型”通用微處理器。由于嵌入式系統(tǒng)通常應(yīng)用于環(huán)境比較惡劣的環(huán)境中，因而嵌入式微處理器在工作溫度、電磁兼容性以及可靠性方面的要求較通用的標(biāo)準(zhǔn)微處理器高。但是，嵌入式微處理器在功能方面與標(biāo)準(zhǔn)的微處理器基本上是一樣的。根據(jù)實際嵌入式應(yīng)用要求，將嵌入式微處理器裝配在專門設(shè)計的主板上，只保留和嵌入式應(yīng)用有關(guān)的主板功能，這樣可以大幅度減小系統(tǒng)的體積和功耗。和工業(yè)控制計算機相比，嵌入式微處理器組成的系統(tǒng)具有體積小、重量輕、成本低、可靠性高的優(yōu)點，但在其電路板上必須包括rom、ram、總線接口、各種外設(shè)等器件，從而降低了系統(tǒng)的可靠性，技術(shù)保密性也較差。由嵌入式微處理器及其存儲器、總線、外設(shè)等安裝在一塊電路主板上構(gòu)成一個通常所說的單板機系統(tǒng)。嵌入式處理器目前主要有am186/88、386ex、sc-400、power pc、68000、mips、arm系列等。 
　　 
　　(2)嵌入式微控制器(microcontroller unit, mcu) 
　　 
　　嵌入式微控制器又稱單片機，它將整個計算機系統(tǒng)集成到一塊芯片中。嵌入式微控制器一般以某種微處理器內(nèi)核為核心，根據(jù)某些典型的應(yīng)用，在芯片內(nèi)部集成了rom/eprom、ram、總線、總線邏輯、定時/計數(shù)器、看門狗、i/o、串行口、脈寬調(diào)制輸出、a/d、d/a、flash ram、eeprom等各種必要功能部件和外設(shè)。為適應(yīng)不同的應(yīng)用需求，對功能的設(shè)置和外設(shè)的配置進行必要的修改和裁減定制，使得一個系列的單片機具有多種衍生產(chǎn)品，每種衍生產(chǎn)品的處理器內(nèi)核都相同，不同的是存儲器和外設(shè)的配置及功能的設(shè)置。這樣可以使單片機最大限度地和應(yīng)用需求相匹配，從而減少整個系統(tǒng)的功耗和成本。和嵌入式微處理器相比，微控制器的單片化使應(yīng)用系統(tǒng)的體積大大減小，從而使功耗和成本大幅度下降、可靠性提高。由于嵌入式微控制器目前在產(chǎn)品的品種和數(shù)量上是所有種類嵌入式處理器中最多的，而且上述諸多優(yōu)點決定了微控制器是嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的主流。微控制器的片上外設(shè)資源一般比較豐富，適合于控制，因此稱為微控制器。通常，嵌入式微處理器可分為通用和半通用兩類，比較有代表性的通用系列包括8051、p51xa、mcs-251、mcs-96/196/296、c166/167、68300等。而比較有代表性的半通用系列，如支持usb接口的mcu 8xc930/931、c540、c541；支持i2c、can總線、lcd等的眾多專用mcu和兼容系列。目前mcu約占嵌入式系統(tǒng)市場份額的70%。 
　　 
　　(3)嵌入式dsp處理器(embedded digital signal processor, edsp) 
　　 
　　在數(shù)字信號處理應(yīng)用中，各種數(shù)字信號處理算法相當(dāng)復(fù)雜，這些算法的復(fù)雜度可能是o(nm)的，甚至是np的，一般結(jié)構(gòu)的處理器無法實時的完成這些運算。由于dsp處理器對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令進行了特殊設(shè)計，使其適合于實時地進行數(shù)字信號處理。在數(shù)字濾波、fft、譜分析等方面，dsp算法正大量進入嵌入式領(lǐng)域，dsp應(yīng)用正從在通用單片機中以普通指令實現(xiàn)dsp功能，過渡到采用嵌入式dsp處理器。嵌入式dsp處理器有兩類：(1)dsp處理器經(jīng)過單片化、emc改造、增加片上外設(shè)成為嵌入式dsp處理器，ti的tms320c2000/c5000等屬于此范疇；(2)在通用單片機或soc中增加dsp協(xié)處理器，例如intel的mcs-296和infineon(siemens)的tricore。另外，在有關(guān)智能方面的應(yīng)用中，也需要嵌入式dps處理器，例如各種帶有智能邏輯的消費類產(chǎn)品，生物信息識別終端，帶有加解密算法的鍵盤，adsl接入、實時語音壓解系統(tǒng)，虛擬現(xiàn)實顯示等。這類智能化算法一般都是運算量較大，特別是向量運算、指針線性尋址等較多，而這些正是dsp處理器的優(yōu)勢所在。嵌入式dsp處理器比較有代表性的產(chǎn)品是ti的tms320系列和motorola的dsp56000系列。tms320系列處理器包括用于控制的c2000系列、移動通信的c5000系列，以及性能更高的c6000和c8000系列。dsp56000目前已經(jīng)發(fā)展成為dsp56000、dsp56100、dsp56200和dsp56300等幾個不同系列的處理器。另外，philips公司最近也推出了基于可重置嵌入式dsp結(jié)構(gòu)，采用低成本、低功耗技術(shù)制造的r. e. a. l dsp處理器，其特點是具備雙harvard結(jié)構(gòu)和雙乘/累加單元，應(yīng)用目標(biāo)是大批量消費類產(chǎn)品。 
　　 
　　(4)嵌入式片上系統(tǒng)(system on chip, soc) 
　　 
　　隨著edi的推廣和vlsi設(shè)計的普及化，以及半導(dǎo)體工藝的迅速發(fā)展，可以在一塊硅片上實現(xiàn)一個更為復(fù)雜的系統(tǒng)，這就產(chǎn)生了soc技術(shù)。各種通用處理器內(nèi)核將作為soc設(shè)計公司的標(biāo)準(zhǔn)庫，和其他許多嵌入式系統(tǒng)外設(shè)一樣，成為vlsi設(shè)計中一種標(biāo)準(zhǔn)的器件，用標(biāo)準(zhǔn)的vhdl、verlog等硬件語言描述，存儲在器件庫中。用戶只需定義出其整個應(yīng)用系統(tǒng)，仿真通過后就可以將設(shè)計圖交給半導(dǎo)體工廠制作樣品。這樣除某些無法集成的器件以外，整個嵌入式系統(tǒng)大部分均可集成到一塊或幾塊芯片中去，應(yīng)用系統(tǒng)電路板將變得很簡單，對于減小整個應(yīng)用系統(tǒng)體積和功耗、提高可靠性非常有利。soc可分為通用和專用兩類，通用soc如infineon(siemens)的tricore、motorola的m-core，以及某些arm系列器件，如echelon和motorola聯(lián)合研制的neuron芯片等；專用soc一般專用于某個或某類系統(tǒng)中，如philips的smart xa，它將xa單片機內(nèi)核和支持超過2048位復(fù)雜rsa算法的ccu單元制作在一塊硅片上，形成一個可加載java或c語言的專用soc，可用于互聯(lián)網(wǎng)安全方面。 
　　 
　　三 嵌入式操作系統(tǒng) 
　　 
　　嵌入式操作系統(tǒng)是一種支持嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的操作系統(tǒng)軟件，它是嵌入式系統(tǒng)(包括硬、軟件系統(tǒng))極為重要的組成部分，通常包括與硬件相關(guān)的底層驅(qū)動軟件、系統(tǒng)內(nèi)核、設(shè)備驅(qū)動接口、通信協(xié)議、圖形界面、標(biāo)準(zhǔn)化瀏覽器等browser。嵌入式操作系統(tǒng)具有通用操作系統(tǒng)的基本特點，如能夠有效管理越來越復(fù)雜的系統(tǒng)資源；能夠把硬件虛擬化，使得開發(fā)人員從繁忙的驅(qū)動程序移植和維護中解脫出來；能夠提供庫函數(shù)、驅(qū)動程序、工具集以及應(yīng)用程序 。與通用操作系統(tǒng)相比較，嵌入式操作系統(tǒng)在系統(tǒng)實時高效性、硬件的相關(guān)依賴性、軟件固態(tài)化以及應(yīng)用的專用性等方面具有較為突出的特點。 
　　 
　　1. 嵌入式操作系統(tǒng)的種類 
　　 
　　一般情況下，嵌入式操作系統(tǒng)可以分為兩類，一類是面向控制、通信等領(lǐng)域的實時操作系統(tǒng)，如windriver公司的vxworks、isi的psos、qnx系統(tǒng)軟件公司的qnx、ati的nucleus等；另一類是面向消費電子產(chǎn)品的非實時操作系統(tǒng)，這類產(chǎn)品包括個人數(shù)字助理(pda)、移動電話、機頂盒、電子書、webphone等。 
　　 
　　a. 非實時操作系統(tǒng) 
　　 
　　早期的嵌入式系統(tǒng)中沒有操作系統(tǒng)的概念，程序員編寫嵌入式程序通常直接面對裸機及裸設(shè)備。在這種情況下，通常把嵌入式程序分成兩部分，即前臺程序和后臺程序。前臺程序通過中段來處理事件，其結(jié)構(gòu)一般為無限循環(huán)；后臺程序則掌管整個嵌入式系統(tǒng)軟、硬件資源的分配、管理以及任務(wù)的調(diào)度，是一個系統(tǒng)管理調(diào)度程序。這就是通常所說的前后臺系統(tǒng)。一般情況下，后臺程序也叫任務(wù)級程序，前臺程序也叫事件處理級程序。在程序運行時，后臺程序檢查每個任務(wù)是否具備運行條件，通過一定的調(diào)度算法來完成相應(yīng)的操作。對于實時性要求特別嚴(yán)格的操作通常由中斷來完成，僅在中斷服務(wù)程序中標(biāo)記事件的發(fā)生，不再做任何工作就退出中斷，經(jīng)過后臺程序的調(diào)度，轉(zhuǎn)由前臺程序完成事件的處理，這樣就不會造成在中斷服務(wù)程序中處理費時的事件而影響后續(xù)和其他中斷。 
　　 
　　實際上，前后臺系統(tǒng)的實時性比預(yù)計的要差。這是因為前后臺系統(tǒng)認(rèn)為所有的任務(wù)具有相同的優(yōu)先級別，即是平等的，而且任務(wù)的執(zhí)行又是通過fifo隊列排隊，因而對那些實時性要求高的任務(wù)不可能立刻得到處理。另外，由于前臺程序是一個無限循環(huán)的結(jié)構(gòu)，一旦在這個循環(huán)體中正在處理的任務(wù)崩潰，使得整個任務(wù)隊列中的其他任務(wù)得不到機會被處理，從而造成整個系統(tǒng)的崩潰。由于這類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，幾乎不需要ram/rom的額外開銷，因而在簡單的嵌入式應(yīng)用被廣泛使用。 
　　 
　　b. 實時操作系統(tǒng) 
　　 
　　實時系統(tǒng)是指能在確定的時間內(nèi)執(zhí)行其功能并對外部的異步事件做出響應(yīng)的計算機系統(tǒng)。其操作的正確性不僅依賴于邏輯設(shè)計的正確程度，而且與這些操作進行的時間有關(guān)。“在確定的時間內(nèi)”是該定義的核心。也就是說，實時系統(tǒng)是對響應(yīng)時間有嚴(yán)格要求的。 
　　 
　　實時系統(tǒng)對邏輯和時序的要求非常嚴(yán)格，如果邏輯和時序出現(xiàn)偏差將會引起嚴(yán)重后果。實時系統(tǒng)有兩種類型：軟實時系統(tǒng)和硬實時系統(tǒng)。軟實時系統(tǒng)僅要求事件響應(yīng)是實時的，并不要求限定某一任務(wù)必須在多長時間內(nèi)完成；而在硬實時系統(tǒng)中，不僅要求任務(wù)響應(yīng)要實時，而且要求在規(guī)定的時間內(nèi)完成事件的處理。通常，大多數(shù)實時系統(tǒng)是兩者的結(jié)合。實時應(yīng)用軟件的設(shè)計一般比非實時應(yīng)用軟件的設(shè)計困難。實時系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵是如何保證系統(tǒng)的實時性。 
　　 
　　實時多任務(wù)操作系統(tǒng)是指具有實時性、能支持實時控制系統(tǒng)工作的操作系統(tǒng)。其首要任務(wù)是調(diào)度一切可利用的資源完成實時控制任務(wù)，其次才著眼于提高計算機系統(tǒng)的使用效率，重要特點是要滿足對時間的限制和要求。實時操作系統(tǒng)具有如下功能：任務(wù)管理(多任務(wù)和基于優(yōu)先級的任務(wù)調(diào)度)、任務(wù)間同步和通信(信號量和郵箱等)、存儲器優(yōu)化管理(含rom的管理)、實時時鐘服務(wù)、中斷管理服務(wù)。實時操作系統(tǒng)具有如下特點：規(guī)模小，中斷被屏蔽的時間很短，中斷處理時間短，任務(wù)切換很快。 
　　 
　　實時操作系統(tǒng)可分為可搶占型和不可搶占型兩類。對于基于優(yōu)先級的系統(tǒng)而言，可搶占型實時操作系統(tǒng)是指內(nèi)核可以搶占正在運行任務(wù)的cpu使用權(quán)并將使用權(quán)交給進入就緒態(tài)的優(yōu)先級更高的任務(wù)，是內(nèi)核搶了cpu讓別的任務(wù)運行。不可搶占型實時操作系統(tǒng)使用某種算法并決定讓某個任務(wù)運行后，就把cpu的控制權(quán)完全交給了該任務(wù)，直到它主動將cpu控制權(quán)還回來。中斷由中斷服務(wù)程序來處理，可以激活一個休眠態(tài)的任務(wù)，使之進入就緒態(tài)；而這個進入就緒態(tài)的任務(wù)還不能運行，一直要等到當(dāng)前運行的任務(wù)主動交出cpu的控制權(quán)。使用這種實時操作系統(tǒng)的實時性比不使用實時操作系統(tǒng)的系統(tǒng)性能好，其實時性取決于最長任務(wù)的執(zhí)行時間。不可搶占型實時操作系統(tǒng)的缺點也恰恰是這一點，如果最長任務(wù)的執(zhí)行時間不能確定，系統(tǒng)的實時性就不能確定。 
　　 
　　可搶占型實時操作系統(tǒng)的實時性好，優(yōu)先級高的任務(wù)只要具備了運行的條件，或者說進入了就緒態(tài)，就可以立即運行。也就是說，除了優(yōu)先級最高的任務(wù)，其他任務(wù)在運行過程中都可能隨時被比它優(yōu)先級高的任務(wù)中斷，讓后者運行。通過這種方式的任務(wù)調(diào)度保證了系統(tǒng)的實時性，但是，如果任務(wù)之間搶占cpu控制權(quán)處理不好，會產(chǎn)生系統(tǒng)崩潰、死機等嚴(yán)重后果。 
　　 
　　2. 嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展 
　　 
　　嵌入式操作系統(tǒng)伴隨著嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了4個比較明顯的階段。 
　　 
　　第一階段是無操作系統(tǒng)的嵌入算法階段，是以單芯片為核心的可編程控制器形式的系統(tǒng)，同時具有與監(jiān)測、伺服、指示設(shè)備相配合的功能。這種系統(tǒng)大部分應(yīng)用于一些專業(yè)性極強的工業(yè)控制系統(tǒng)中，一般沒有操作系統(tǒng)的支持，通過匯編語言編程對系統(tǒng)進行直接控制，運行結(jié)束后清除內(nèi)存。這一階段系統(tǒng)的主要特點是：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能都相對單一，處理效率較低，存儲容量較小，幾乎沒有用戶接口。由于這種嵌入式系統(tǒng)使用簡便、價格很低，以前在國內(nèi)工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較為普遍，但是已經(jīng)遠遠不能適應(yīng)高效的、需要大容量存儲介質(zhì)的現(xiàn)代化工業(yè)控制和新興的信息家電等領(lǐng)域的需求。 
　　 
　　第二階段是以嵌入式cpu為基礎(chǔ)、以簡單操作系統(tǒng)為核心的嵌入式系統(tǒng)。這一階段系統(tǒng)的主要特點是：cpu種類繁多，通用性比較差；系統(tǒng)開銷小， 效率高；一般配備系統(tǒng)仿真器，操作系統(tǒng)具有一定的兼容性和擴展性；應(yīng)用軟件較專業(yè)，用戶界面不夠友好；系統(tǒng)主要用來控制系統(tǒng)負(fù)載以及監(jiān)控應(yīng)用程序運行。 
　　 
　　第三階段是通用的嵌入式實時操作系統(tǒng)階段，是以嵌入式操作系統(tǒng)為核心的嵌入式系統(tǒng)。這一階段系統(tǒng)的主要特點是：嵌入式操作系統(tǒng)能運行于各種不同類型的微處理器上，兼容性好；操作系統(tǒng)內(nèi)核精小、效率高，并且具有高度的模塊化和擴展性；具備文件和目錄管理、設(shè)備支持、多任務(wù)、網(wǎng)絡(luò)支持、圖形窗口以及用戶界面等功能；具有大量的應(yīng)用程序接口(api)，開發(fā)應(yīng)用程序簡單；嵌入式應(yīng)用軟件豐富。 
　　 
　　第四階段是以基于internet為標(biāo)志的嵌入式系統(tǒng)，這是一個正在迅速發(fā)展的階段。目前大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)還孤立于internet之外，但隨著internet的發(fā)展以及internet技術(shù)與信息家電、工業(yè)控制技術(shù)等結(jié)合日益密切，嵌入式設(shè)備與internet的結(jié)合將代表著嵌入式技術(shù)的真正未來。 
　　 
　　3. 使用實時操作系統(tǒng)的必要性 
　　 
　　嵌入式實時操作系統(tǒng)在目前的嵌入式應(yīng)用中用得越來越廣泛，尤其在功能復(fù)雜、系統(tǒng)龐大的應(yīng)用中顯得愈來愈重要。 
　　 
　　首先，嵌入式實時操作系統(tǒng)提高了系統(tǒng)的可靠性。在控制系統(tǒng)中，出于安全方面的考慮，要求系統(tǒng)起碼不能崩潰，而且還要有自愈能力。不僅要求在硬件設(shè)計方面提高系統(tǒng)的可靠性和抗干擾性，而且也應(yīng)在軟件設(shè)計方面提高系統(tǒng)的抗干擾性，盡可能地減少安全漏洞和不可靠的隱患。長期以來的前后臺系統(tǒng)軟件設(shè)計在遇到強干擾時，使得運行的程序產(chǎn)生異常、出錯、跑飛，甚至死循環(huán)，造成了系統(tǒng)的崩潰。而實時操作系統(tǒng)管理的系統(tǒng)，這種干擾可能只是引起若干進程中的一個被破壞，可以通過系統(tǒng)運行的系統(tǒng)監(jiān)控進程對其進行修復(fù)。通常情況下，這個系統(tǒng)監(jiān)視進程用來監(jiān)視各進程運行狀況，遇到異常情況時采取一些利于系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的措施，如把有問題的任務(wù)清除掉。 
　　 
　　其次，提高了開發(fā)效率，縮短了開發(fā)周期。在嵌入式實時操作系統(tǒng)環(huán)境下，開發(fā)一個復(fù)雜的應(yīng)用程序，通常可以按照軟件工程中的解耦原則將整個程序分解為多個任務(wù)模塊。每個任務(wù)模塊的調(diào)試、修改幾乎不影響其他模塊。商業(yè)軟件一般都提供了良好的多任務(wù)調(diào)試環(huán)境。 
　　 
　　再次，嵌入式實時操作系統(tǒng)充分發(fā)揮了32位cpu的多任務(wù)潛力。32位cpu比8、16位cpu快，另外它本來是為運行多用戶、多任務(wù)操作系統(tǒng)而設(shè)計的，特別適于運行多任務(wù)實時系統(tǒng)。32位cpu采用利于提高系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性的設(shè)計，使其更容易做到不崩潰。例如， cpu運行狀態(tài)分為系統(tǒng)態(tài)和用戶態(tài)。將系統(tǒng)堆棧和用戶堆棧分開，以及實時地給出cpu的運行狀態(tài)等，允許用戶在系統(tǒng)設(shè)計中從硬件和軟件兩方面對實時內(nèi)核的運行實施保護。如果還是采用以前的前后臺方式，則無法發(fā)揮32位cpu的優(yōu)勢。 
　　 
　　從某種意義上說，沒有操作系統(tǒng)的計算機(裸機)是沒有用的。在嵌入式應(yīng)用中，只有把cpu嵌入到系統(tǒng)中，同時又把操作系統(tǒng)嵌入進去，才是真正的計算機嵌入式應(yīng)用。 
　　 
　　4. 實時操作系統(tǒng)的優(yōu)缺點 
　　 
　　在嵌入式實時操作系統(tǒng)環(huán)境下開發(fā)實時應(yīng)用程序使程序的設(shè)計和擴展變得容易，不需要大的改動就可以增加新的功能。通過將應(yīng)用程序分割成若干獨立的任務(wù)模塊，使應(yīng)用程序的設(shè)計過程大為簡化；而且對實時性要求苛刻的事件都得到了快速、可靠的處理。通過有效的系統(tǒng)服務(wù)，嵌入式實時操作系統(tǒng)使得系統(tǒng)資源得到更好的利用。 
　　 
　　但是，使用嵌入式實時操作系統(tǒng)還需要額外的rom/ram開銷，2~5%的cpu額外負(fù)荷，以及內(nèi)核的費用。 脈寬調(diào)制相關(guān)文章:脈寬調(diào)制原理