嵌入式操作系統(tǒng)在中國的發(fā)展

一、什么是嵌入式軟件  
　　嵌入式軟件是數(shù)字化產品的核心，作為嵌入式軟件的基礎和龍頭，嵌入式操作系統(tǒng)在產業(yè)發(fā)展過程中扮演了越來越重要的角色。所謂嵌入式軟件(Embedded Software)，從廣義上講是計算機軟件的一種，是由程序及其文檔組成，可分成系統(tǒng)軟件、支撐軟件、應用軟件三類。

　　嵌入式軟件是與嵌入式系統(tǒng)密不可分的。嵌入式系統(tǒng)最初是指用以控制設備的計算機，通常是在設備內部，為了控制設備行為或是嵌入在其它系統(tǒng)中的一種專用軟件和硬件。它一旦啟動就執(zhí)行某一特定的程序，中間無需人工干預，直到關機為止。但通常要求具有實時響應能力，一般不要求復雜的用戶界面，甚至不要求支持鍵盤、顯示器、串行口、硬盤等外設接口，也不需用戶進行二次開發(fā)。它被廣泛地用于儀器儀表、工業(yè)控制設備、電梯、程控交換機、微波設備、交通燈、家用電器等設備中。近年來，隨著信息技術的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)具有了新的內涵，同時萌生了許多形態(tài)各異的接入設備，如手持電腦、可上網的無線移動手機、機頂盒、家庭網關、可上網的電視機、可上網的車載盒、智能家用電器等等。相應地對嵌入式軟件也提出了與最初不同的要求。

　　二、嵌入式操作系統(tǒng)的基本組成

　　嵌入式操作系統(tǒng)種類繁多，有資源開銷很少的IC卡操作系統(tǒng)，也有功能較強的網絡計算機操作系統(tǒng)。這些嵌入式操作系統(tǒng)從功能到性能各具特色，為各種硬件環(huán)境及應用提供了相應的支持和服務。

　　目前,市場上共有幾十種操作系統(tǒng)，有深嵌入系統(tǒng)，也有淺嵌入式系統(tǒng)；有多任務系統(tǒng)，也有單任務系統(tǒng)；有實時系統(tǒng)，也有分時系統(tǒng)?？傊?，不同廠商推出的操作系統(tǒng)或多或少都有差異，但許多嵌入式操作系統(tǒng)一般具有如下一些內容和功能：系統(tǒng)核心、窗口圖形系統(tǒng)、文件系統(tǒng)、設備驅動程序和網絡協(xié)議等。

　　當前許多嵌入式操作系統(tǒng)都有一個多任務核心，以滿足多種嵌入式系統(tǒng)的需要，對于系統(tǒng)核心的功能，各種嵌入式系統(tǒng)差別較大，但即使是微內核系統(tǒng)，系統(tǒng)核心也負責完成如下一些基本任務：進程間通訊、線程調度、中斷和內存管理等。

　　在一些嵌入式系統(tǒng)中，窗口系統(tǒng)沒有被采用，隨著嵌入式操作系統(tǒng)的廣泛應用，嵌入式系統(tǒng)性能的提高，窗口系統(tǒng)越來越成為許多嵌入式操作系統(tǒng)的重要內容。窗口系統(tǒng)一般具有如下一些基本功能：窗口管理功能、接口，提供菜單、按紐、編輯框、組合框、控件框、滾動條、對話框和默認窗口等多種窗口界面對象。許多嵌入式操作系統(tǒng)都有文件系統(tǒng)，一般支持ROM、RAM、FLASH和外接卡文件系統(tǒng)，提供文件的創(chuàng)建、打開、讀寫和檢索等功能。

　　設備驅動是大多嵌入式系統(tǒng)的重要內容，驅動內容包括RS232接口、網絡設備、LCD、筆、鼠標、觸摸屏等。嵌入式設備正逐漸成為主要的互聯(lián)網接入設備，與之對應，嵌入式操作系統(tǒng)也必須支持相關的網絡協(xié)議，目前許多嵌入式操作系統(tǒng)都支持TCP/IP。

　　三、嵌入式操作系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

　　20世紀80年代，商業(yè)化的嵌入式操作系統(tǒng)開始得到蓬勃發(fā)展。目前國內外已有幾十種商業(yè)操作系統(tǒng)可供選擇，如VxWorks、pSOS、Palm、OS、Neculeus、Windows、CE和“女媧Hopen”等。

     在中國，嵌入式操作系統(tǒng)可分為兩大類型：一類是自主版權的操作系統(tǒng)，另一類是基于Linux的操作系統(tǒng)。自主版權的操作系統(tǒng)方面，國內有“女媧Hopen”操作系統(tǒng)、桑夏2000操作系統(tǒng)和DeltaOS操作系統(tǒng)等?！芭畫zHopen”是凱思集團推出的產品，目前已進入產業(yè)化階段，目前“女媧Hopen”已能支持所有主流的嵌入式芯片。凱思與聯(lián)想、TCL、Motorola、Winbond、上海貝爾等國內外知名廠商合作開發(fā)出了多種產品：聯(lián)想“天璣810”、天璣e卡通、“天璣911”、TCL集團家庭信息顯示器HiD、天億股票機頂盒、VoD視頻點播機頂盒等。

　　桑夏2000操作系統(tǒng)是深圳桑夏公司推出的產品，是一個面向嵌入式應用的實時操作系統(tǒng)，具備文件系統(tǒng)和嵌入式數(shù)據庫引擎，提供了基本的圖形用戶接口，支持層次化、模塊化的軟件模型，可行動在“龍珠”等三種系列的CPU上，支持包括TCP/IP協(xié)議在內的網絡通訊協(xié)議。

　　DeltaOS是北京銀京成公司開發(fā)的嵌入式實時操作系統(tǒng)，它主要包括：內核DeltaCORE、嵌入式TCP/IP DeltaNET、嵌入式文件系統(tǒng)DeltaFILE以及嵌入式圖形接口DeltaGUI。DeltaOS支持ARM7、StrongARM、PPC8XX、PPC4XX、X86、MIPS等多種嵌入式微處理器，可應用于消費電子產品、通信產品、工業(yè)控制及軍用電子產品中。

　　近年來，嵌入式Linux進展較快。在中國，以Linux為基礎的嵌入式操作系統(tǒng)比較活躍，其中中軟Linux、紅旗Linux、東方Linux是業(yè)界的代表。

　　中軟總公司以數(shù)控平臺為背景，推出了中軟Linux3.0。中軟嵌入式Linux是實時系統(tǒng)，這套基于Linux的嵌入式系統(tǒng)不僅滿足了數(shù)控機床的需求，同時可以應用于其它工業(yè)控制領域。

　　紅旗Linux把工控和信息家電作為主要的發(fā)展領域。紅旗Linux為用戶提供了Windows風格的控件集、圖形中文環(huán)境和嵌入式數(shù)據庫的開發(fā)工具。中科紅旗公司開發(fā)出了針對工控領域的嵌入式Linux系統(tǒng)。

　　東方Linux是凱思集團推出的產品。凱思通過與中芯微合作，已經推出了網絡計算機(NC)采用東方Linux的NC系列產品除具有傳統(tǒng)終端的功能之外，還具有本地計算能力，用戶可以通過NC使用安裝在服務器上的應用程序，并可以使用多種本地軟件。該產品工作方式基于集中與開放網絡服務的運算模式，兼容多種網絡協(xié)議標準，用戶可以在任意地點通過網絡連接設備，實時訪問服務器端的應用程序。該產品可應用于政府、國防、教育、商業(yè)、金融等領域。

　　四、嵌入式操作系統(tǒng)的應用

　　1.掌上電腦(PDA)：隨著掌上電腦等手持設備性能的提高，嵌入式操作系統(tǒng)將成為必需的配置；隨著行業(yè)的推廣，行業(yè)應用軟件市場將迅速擴大；掌上電腦功能的不斷擴展，專項功能軟件面臨新的發(fā)展機會。

　　2.機頂盒：機頂盒是一個很寬泛的概念。從廣義上說，凡是與電視機連接的網絡終端設備都可稱為機頂盒。機頂盒一般可分為三類：數(shù)字電視機頂盒(使模擬彩電能夠接收數(shù)字電視信號)、網絡電視機頂盒(通過電視機能夠瀏覽互聯(lián)網)、VoD數(shù)字機頂盒(基于寬帶網實現(xiàn)上網和雙向視頻點播功能)。機頂盒市場有賴于三大條件：較好的網絡環(huán)境、豐富的內容(數(shù)字節(jié)目、用戶關心的網絡內容、VoD節(jié)目源)和相關政策、行業(yè)標準。嵌入式操作系統(tǒng)在機頂盒中起著重要的作用。依賴于操作系統(tǒng)的支持，機頂盒可以上網、收發(fā)電子郵件、運行各種行業(yè)應用軟件、實現(xiàn)視頻點播。隨著機頂盒的廣泛應用，嵌入式操作系統(tǒng)也將面臨良好的市場機遇。

　　3.手機：手機是嵌入式軟件的主要載體之一，數(shù)量特別巨大。手機最早只有基本的語音服務，其后增加了簡單的附加應用(比如電話簿)，后來又加入了WAP方式訪問Internet的功能，提供話音、數(shù)據和多媒體應用及服務。無線Internet是必然的發(fā)展方向，人們可以在移動的條件下實現(xiàn)日常辦公和生活娛樂，也可以實現(xiàn)隨時隨地完成個人通信和信息交流，如上網瀏覽、音像點播、網上購物以及各種定制信息。這些新功能的實現(xiàn)，大多依賴了嵌入式操作系統(tǒng)。

　　4.數(shù)碼相機：嵌入式軟件系統(tǒng)是數(shù)碼相機的核心技術，數(shù)碼相機的大部分功能主要通過軟件來控制和實現(xiàn)。一方面，嵌入式軟件貫穿整個數(shù)碼攝影的全過程。以嵌入式軟件為核心的系統(tǒng)可以對數(shù)碼相機的整個攝影過程進行控制，實現(xiàn)對數(shù)字影像的采集、處理、存儲和傳遞的管理。另一方面，通過嵌入式軟件系統(tǒng)可集成多種硬件，適合于不同應用環(huán)境。利用嵌入式軟件的可擴充特性和硬件提供的標準接口，數(shù)碼相機可以與其它電子產品相聯(lián)接，甚至相融合；通過各種軟件功能模塊來擴充數(shù)碼相機的功能和其它應用，為用戶提供全面的、多方位的、網絡化的、個性化的功能和服務。

　　5.數(shù)字電視：數(shù)字電視能夠支持家庭信息化、寬帶互聯(lián)網和互聯(lián)社區(qū)的服務。而這些擴展的功能，都離不開軟件。隨著接收機系統(tǒng)業(yè)務種類的增加，接收機系統(tǒng)的管理復雜程度將大大增加，需要一個嵌入式操作系統(tǒng)，能夠實時地管理、控制硬件和處理任務。因此，數(shù)字電視為嵌入式軟件帶來了新的發(fā)展機遇。

　　五、發(fā)展趨勢

　　1.嵌入式產品將與互聯(lián)網應用相互促進，快速發(fā)展，嵌入式產品將成為互聯(lián)網的主要終端之一，網上將出現(xiàn)大量的服務于嵌入式產品的軟件，并有專門服務于嵌入式產品的內容。

　　2.隨著微電子技術的快速發(fā)展，芯片功能更加強大，SOC(System on Chip)將成趨勢，這不僅能降低成本，縮小產品體積，還將增強產品的可靠性。同時，軟件硬件的緊密結合，嵌入式軟件與硬件界限更加模糊，嵌入式軟件時常以硬件形態(tài)存在，這種方式可提高實時性，增強可維護性。

　　3.無線通訊產品將成為嵌入式軟件的重要應用領域，一方面，已有無線產品將借助芯片技術和嵌入式軟件來提高性能，另一方面當前許多嵌入式產品都將增加無線通訊功能。因此，未來幾年，藍芽等相關技術會與嵌入式軟件相互促進，共同發(fā)展，使更多的產品具有通訊功能，使更多的通訊產品更好地為用戶服務。

　　4.嵌入式操作系統(tǒng)會與嵌入應用軟件協(xié)同發(fā)展。嵌入式系統(tǒng)中的重要角色包括嵌入式應用軟件，嵌入式系統(tǒng)應用領域千差萬別，只有充分重視應用軟件的發(fā)展，才能滿足豐富多彩的應用要求。

　　5.嵌入式操作系統(tǒng)是在多種硬件平臺上發(fā)展起來的，隨著嵌入式系統(tǒng)的廣泛應用，信息交換、資源共享機會增多，由此相關的標準問題也將日漸突出，如何建立相關標準成為業(yè)界關注的問題。

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