淺析嵌入式linux操作系統的設計
摘要:隨著信息技術的高速發展,極大的改善了嵌入式Linux操作系統的設計環境,并促進了系統的應用。本文首先分析了系統的主要特點,并對設計原理進行了較為詳細的論述,在此基礎上,探討了嵌入式Linux操作系統的應用,以期促進系統服務質量的提升。
關鍵詞:嵌入式Linux操作系統;設計原理;特點;應用
1、前言
進入新世紀后,信息技術得到了快速發展,作為主要操作系統之一的嵌入式系統,廣泛應用于家電及工業設備控制等領域,取得了較為理想的效果。由于嵌入式系統在服務的可操作性和針對性上,具有顯著的優勢,業界開始關注嵌入式系統的實際和應用,極大的促進了嵌入式系統的發展。
2、嵌入式Linux操作系統的主要特點
信息技術的發展,持續優化著嵌入式Linux操作系統的硬件環境,使其具備了諸多優勢,系統的主要特點如下:
(1)開發性特點。對于操作系統來說,其必須遵循也是最為重要的原則是系統必須具備高度的開發性,以便達到軟件相互兼容和信息互聯的目的。嵌入式Linux操作系統經常采用了模塊化設計方法,能夠基于用戶的需求合理的增減系統功能,增強了操作系統的可伸縮性。另外,還具備了多用戶特性,也就是各用戶都擁有相應的權限,在系統使用過程中能夠有效避,免相互干擾,極大的增強了系統的使用效率。
(2)嵌入式Linux操作系統還具有穩定性強和多任務的優勢。在運行操作系統的過程,能夠同時執行多個不同程序,且程序間不會相互影響和干擾。就該系統而言,所有程序都有著相同的訪問權利,從而提升了并行運行的速率。另外,由于系統研發人員隊伍人數眾多、水平較高,能夠對系統進行持續的測試、改進和升級,使得系統的穩定性被大大增強。
(3)獨立性。在設備驅動程序的幫助和支持下,用戶能夠便捷的對設備進行操作和使用,而無需對設備的存在形式進行考慮。基于系統內核源代碼,可自適應系統新增的設備。另外,嵌入式Linux操作系統擁有可靠的安全系統和豐富的網絡功能,可為用戶提供便利的服務及可靠的數據支持。
3、嵌入式Linux操作系統的設計
為滿足用戶需求,嵌入式Linux操作系統主要針對之前系統的內核進行了設計、完善和修改。具體的來說,是在之前的系統中植入了嵌入式版本,有效提升了系統的運行速度。
(1)內存管理
就內存管理而言,其主要功能是操作釋放、內存頁面申請和地址映像功能,從而要求嵌入式應用程序一定要確保相應任務的順利完成,合理處理內存空間,避免訪問越界現象的出現,增強運行程序過程中的安全性。一般情況下,內存空間均為靜態的,所有程序均是自己進行內存空間申請的,如此一來,能夠有效杜絕越界現象的出現,不過卻導致了內部資源的嚴重浪費。通過對嵌入式應用程序的應用,有效的避免了資源浪費,同時能夠基于實際需求,進行不同內存空間的申請,有利于程序開發流程的簡化,確保了系統的穩定和安全。加之MMU的輔助,可以映射及查詢內存地址,提升了內存管理的便捷性。
(2)boot loader固件
所謂固件,一般情況下指的是ROM硬件或相關運行的程序,配合其他系統,實現相關任務目標。對于嵌入式系統來說,boot loader固件是非常關鍵的組成部分,因而要求必須首先進行boot loader固件程序的開發,完成關鍵硬件和處理器的初始化,從而實現系統映像的下載工作。在初始化處理器的過程中,務必借助相關配置寄存器,以利于相關控制命令的執行。而初始化硬件的過程中,務必借助相應的驅動程序,以便于同用戶客戶端之間的通訊工作,順利完成下載。因而,對于boot loader固件程序而言,要擁有接收映像的服務端程序,可以進行映像的接收和數據包的發送工作,在結束發送之后,boot loader固件還能夠在ROM中寫入下載的映像。
(3)任務管理
通過該系統的幫助,能夠完成相關多任務的調度,且操作簡便。嵌入式Linux操作系統的操作者僅需進行相應任務的設計,系統就可以基于調度功能進行任務的安排。顯然,嵌入式Linux操作系統將任務作為核心,基于任務的具體要求,安排合理、科學的調度方式,主要包括非實時調度方式以及實時調度方式。而想要更加合理的優化系統的調度過程,就一定要對進程搶占和外部中斷等方面的問題進行有效的處理,以實現任務內核處理效率的提升。
4、實際應用情況分析
嵌入式Linux操作系統具備了多方面的優勢,廣泛的應用于當前的各行各業,尤其是積極的促進了銀行業的發展。由于銀行的行業特點決定,其信息化建設勢必會進行較大的投入,對水平也有著較高的要求,因而必須開發具有較強針對性的操作系統。銀行在日常運作過程中,會處理極為龐大的數據量,從而對硬件設備也就有著更高的要求。另外,該行業還高度關注數據的安全管理工作。因此,嵌入式Linux操作系統在可靠性和安全性上具有明顯的優勢,能夠滿足銀行業務發展的基本需求。另一方面,由于銀行也是盈利性的企業,因而其也高度關注項目的成本預算,利用嵌入式Linux操作系統,能夠有效降低銀行的運營成本,增強企業的經濟效益。
另外,嵌入式Linux操作系統還有著顯著的集群特性,可以對客戶的計算機系統進行優化,從而簡化了企業的管理流程,有效的對企業的資源和人員進行了管理,提升了行業的服務水平。
5、結束語
從當前的應用現狀來說,嵌入式Linux操作系統廣泛的應用于包括銀行業在內的各行各業,同時,眾多學者還通過該系統進行網絡服務的配置。隨著硬件環境的改善和信息技術的發展,微處理器將在嵌入式Linux操作系統中發揮更加顯著的作用。總的來說,嵌入式Linux操作系統在相關固件的支持下,正持續的改進和完善。關注嵌入式Linux操作系統的開發,以便能夠簡化開發工作,縮短產品的開發周期,從而增強企業和核心競爭力。
參考文獻
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責任編輯:電力交易小郭
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