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嵌入式操作系統簡介--中間層、軟件層、管理層
- 2022-03-31-

嵌入式系統的核心計算系統可以抽象出一個典型的組成模型:硬件層、中間層、軟件層和功能層

1.2 中間層

硬件層與軟件層之間為中間層,也稱為硬件抽象層( Hardware Abstract Layer,HAL)或板級支持包( Board support Package,BSP),它將系統上層軟件與底層硬件分離開來,使系統的底層驅動程序與硬件無關,上層軟件開發人員無須關心底層硬件的具體情況,根據BSP層提供的接口即可進行開發。該層一般包含相關底層硬件的初始化、數據的輸入/輸出操作和硬件設備的配置功能。

實際上,BSP是一個介于操作系統和底層硬件之間的軟件層次,包括了系統中大部分與硬件聯系緊密的軟件模塊。設計一個完整的BSP需要完成兩部分工作:嵌入式系統的硬件初始化以及BSP功能,設計硬件相關的設備驅動。

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1.3 軟件層

軟件層由嵌入式操作系統( Embedded Operation System,EOS)、文件系統、圖形用戶接口( Graphic User Inte ** ce,GUI)、網絡系統及通用組件模塊組成。EOS是嵌入式應用軟件的基礎和開發平臺。以下先介紹前三種。

(1)嵌入式操作系統

不同功能的嵌入式系統的復雜程度有很大不同。簡單的嵌入式系統僅僅具有單一的功能,存儲器中的程序就是為了這一功能設計的,其系統處理核心也是單一任務處理器。復雜的嵌入式系統不僅功能強大,往往還配有嵌入式操作系統,如功能強大的智能手機等,幾乎具有與微型計算機一樣的功能。

嵌入式操作系統( Embedded OperaTIon System,EOS)是一種用途廣泛的系統軟件,過去它主要應用于工業控制和國防系統領域。EOS負責嵌入系統的全部軟、硬件資源的分配、任務調度,控制、協調并發活動。它必須體現其所在系統的特征,能夠通過裝卸某些模塊來達到系統所要求的功能。目前,已推出一些應用比較成功的EOS產品系列。隨著 Internet技術的發展、信息家電的普及應用及EOS的微型化和專業化,EOS開始從單一的弱功能向高專業化的強功能方向發展。嵌入式操作系統在系統實時高效性、硬件的相關依賴性、軟件固化、應用的專用性等方面具有較為突出的特點。

(2)文件系統

嵌入式文件系統比較簡單,主要提供文件存儲、檢索、更新等功能,一般不提供保護、加密等安全機制。它以系統調用和命令方式提供文件的各種操作,主要有設置、修改對文件和目錄的存取權限,提供建立、修改、改變和刪除目錄等服務,提供創建、打開、讀寫、關閉和撤銷文件等服務。

(3)圖形用戶接口

圖形用戶接口(GUI)的廣泛應用是當今計算機發展的重大成就之一,它極大地方便了非專業用戶的使用,人們從此不再需要死記硬背大量的命令,取而代之的是通過窗口、菜單、按鍵等方式來方便地進行操作。而嵌入式GUI具有下面幾個方面的基本要求:輕型、占用資源少、高性能、高可靠性、便于移植、可配置等特點。

1.4 功能層

功能層也稱為應用軟件層,應用軟件是由基于實時系統開發的應用程序組成,運行在嵌入式操作系統之上,一般情況下與操作系統是分開的。應用軟件用來實現對被控制對象的控制功能。功能層是要面對被控對象和用戶,為方便用戶操作,往往需要提供一個友好的人機界面。

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