嵌入式操作系统

armcpu的软件基础

从8位/16位单片机发展到以armcpu核为代表的32位嵌入式处理器，嵌入式操作系统将替代传统的由手工编制的监控程序或调度程序，成为重要的基础组件。更重要的是嵌入式操作系统对应用程序可以起到屏蔽的作用，使应用程序员面向操作系统级开发应用软件，并易于在不同的arm核的嵌入式处理器上移植。嵌入式操作系统都具有一定的实时性，易于裁剪和伸缩，可以适合于从arm7到xscale各种armcpu和各种档次的应用，嵌入式操作系统可以使用广泛流行的arm开发工具，如arm公司的sdt/ads和realview等,也可以使用开发软件，如gcc/gdb、kde或eclipe开发环境，市场上还有专用的开发工具，如tornado、mc/view、mc/ka、code/lab、metr oworks等。

本文就目前国内在armcpu上广泛采用的三种嵌入式操作系统(mc/os-ii、mclinux和嵌入式linux)作分析。

mc/os-ii嵌入式实时内核

全世界数百种设备已经在使用mc/os-ii，包括手机、路由器、不间断电源、飞行器、医疗设备和工业控制设备。mc/os-ii已经有arm7tdmi、arm9和strongarm等各种armcpu的移植，支持包含atmel、hynix、intel、motorola、philips、samsung、sharp等公司的arm核的cpu。mc/os-ii的移植也相当容易，与cpu相关的代码包装在三个文件中，它们是os_cpu.h、os_cpu_a.asm和os_cpu_c.c。

mc/os-ii有60多个系统调用，覆盖任务、定时器、信号量、事件标志、邮箱、队列和内存管理，已经包含了传统嵌入式操作系统内核(如psos，vrtx)的功能，还支持互斥型信号量，这是90年代的嵌入式操作系统内核，如vxworks和vrtxsa才有的技术。

mc/os-ii因为是可抢占的实时内核，所以μc/os-ii与商业嵌入式实时内核在性能上没有什么差异，mc/os-ii没有用户态和内核态，任务(线程)或中断和任务切换的响应可以很快，主要是和armcpu相关的。最新的2.7x版本还增加了算法以避免在移植中修改堆栈指针,这样可以保证mc/os-ii在不同的cpu上运行更稳定，移植更方便。mc/os-ii目前除了内核外还有商业化文件系统mc/fs，图形系统mc/gui以及任务调试工具mc/ka和mc/view，但是mc/os-ii自己目前还没有tcp/ip协议系统。

总的来说，mc/os-ii是一个非常容易学习，结构简单，功能完备和实时性很强的嵌入式操作系统内核，适合于各种嵌入式应用以及大专院校教学和科研。最后需要说明，mc/os-ii不是免费软件，任何人学习使用mc/os-ii需要购买《嵌入式实时操作系统mc/os-ii》一书，使用mc/os-ii的产品需要购买产品生产授权，购买了此授权的还可以得到开发期间的技术支持和升级服务。

mclinux操作系统

mclinux是linux小型化后，适合于没有mmu(内存管理单元)的微处理器芯片而裁剪成的操作系统，如果armcpu系列中的arm7tdmi、arm940t等产品希望使用linux操作系统，只能用mclinux，当然，mclinux也支持motoroladragonball、coldfire等其它中低端嵌入式处理器。
mclinux保持了传统linux操作系统的主要特性，包括稳定、强大的网络和文件系统的支持，mclinux裁剪了大量的linux内核以缩小尺寸，适合象512k/bram、1m/bflash这样小容量、低成本的嵌入式系统。mclinux系统小型化的另一简化是采用了mclib库替代linux的glib库，使用mclib可以大大减少应用程序的代码尺寸，对于中小型嵌入式应用，mclib功能可以满足需要，所以目前即使是某些采用linux2.4内核的嵌入式linux系统也采用mclib库的做法。mclinux中，由于没有内存保护机制，应用代码一般采用静态连接的方式，而且在mclinux中采用flat文件执行格式(linux是coff或elf格式),mclinux和应用代码都可以支持固化，存储在flash存储介质中，不需象linux需要经过一次flash到ram的拷贝。所有这些，使得mclinux更象传统意义上的嵌入式操作系统。

mclinux是由linux2.0.38内核开始移 植的，目前已经有2.4linux支持的一些移植的版本，如s3c2500、44b0等arm芯片，可以在mclinux的官方网站www.uclinux.org上找到这些版本，mclinux近期主要是在发展各种2.4.x版本的移植，以期跟上linux社会主流的发展趋势(因为今后linux2.6将开始成为主流的内核)。

mclinux主要是针对没有mmu的嵌入式处理器开发设计，那么它也失去了有mmu所带来的linux操作系统的特色，比如，上面已经提到的静态加载(linux支持动态应用的加载)，mclinux对内存操作是直接的物理内存，这样，任何程序的异常都可能导致内核崩溃，mclinux支持多线程，但需要父子线程协调同步，mclinux的文件系统相对比较陈旧，支持的cpu和参考设计还比较少，社区的发展和维护也相对缓慢。目前mclinux官方网站还很少