淺談我國嵌入式Ｌｉｎｕｘ技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展動向

Linux為嵌入操作系統(tǒng)提供了一個極有吸引力的選擇，它是個和Unix相似、以核心為基礎(chǔ)的、完全內(nèi)存保護、多任務(wù)多進程的操作系統(tǒng)。支持廣泛的計算機硬件，包括X86，Alpha，Sparc，MIPS，PPC，ARM，NEC，MOTOROLA等現(xiàn)有的大部分蕊片。程式源碼全部公開，任何人可以修改并在GNU通用公共許可證（GNUGeneralPublicLicense）下發(fā)行，這樣，開發(fā)人員可以對操作系統(tǒng)進行定制，再也不必擔心像MSwindows操作系統(tǒng)中"后門"的威脅。同時由于有GPL的控制，大家開發(fā)的東西大都相互兼容，不會走向分裂之路。Linux用戶遇到問題時可以通過Internet向網(wǎng)上成千上萬的Linux開發(fā)者請教，這使最困難的問題也有辦法解決。Linux帶有Unix用戶熟悉的完善的開發(fā)工具，幾乎所有的Unix系統(tǒng)的應(yīng)用軟件都已移植到了Linux上。Linux還提供了強大的網(wǎng)絡(luò)功能，有多種可選擇窗口管理器（Xwindows）。其強大的語言編譯器gcc、g++等也可以很容易得到。不但成熟完善、而且使用方便。
一、選擇嵌入式Linux技術(shù)的原因
（1）可應(yīng)用于多種硬件平臺。Linux已經(jīng)被移植到多種硬件平臺，這對受開銷、時間限制的研究與開發(fā)項目是很有吸引力的。原型可以在標準平臺上開發(fā)然后移植到具體的硬件上，加快了軟件與硬件的開發(fā)過程。嵌入式linux是將日益流行的Linux操作系統(tǒng)進行裁剪修改使之能在嵌入式計算機系統(tǒng)上運行的一種操作系統(tǒng)嵌入式linux既繼承了Interlnet上無限的開放源代碼資源又具有嵌入式操作系統(tǒng)的特性。
（2）Linux可以隨意地配置不需要任何的許可證或商家的合作關(guān)系。嵌入式Linux的特點是版權(quán)費免費；購買費用媒介成本技術(shù)支持全世界的自由軟件開發(fā)者提供支持網(wǎng)絡(luò)特性免費而且性能優(yōu)異軟件移植容易代碼開放有許多應(yīng)用軟件支持應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)周期短新產(chǎn)品上市迅速因為有許多公開的代碼可以參考和移植實時性能RT_LinuxHardhatLinux等嵌入式Linux支持實時性能穩(wěn)定性好安全性好。
（3）它是免費的，源代碼可以得到。這是最吸引人的。毫無疑問，這會節(jié)省大量的開發(fā)費用。嵌入式Linux有巨大的市場前景和商業(yè)機會出現(xiàn)了大量的專業(yè)公司和產(chǎn)品如MontavistaLineoEmi等有行業(yè)協(xié)會如EmbeddedLinuxConsortum等得到世界著名計算機公司和OEM板級廠商的支持例如IBMMotorolaIntel等傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)廠商也采用了Linux策略。如LynxworksWindriverQNX等還有Internet上的大量嵌入式Linux愛好者的支持嵌入式Linux支持幾乎所有的嵌入式CPU和被移植到幾乎所有的嵌入式OEM板。
（4）它本身內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)支持。嵌入式Linux的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛主要的應(yīng)用領(lǐng)域有信息家電PDA機頂盒DigitalTelephoneAnsweringMachineScreenPhone數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)EthernetSwitchesRouterBridgeHubRemoteaccessserversATMFramerelay遠程通信醫(yī)療電子交通運輸計算機外設(shè)工業(yè)控制航空航天領(lǐng)域等。
（5）Linux的高度模塊化使添加部件非常容易。
（6）Linux在臺式機上的成功，使大家看到了linux在嵌入式系統(tǒng)中的輝煌前景。
二、嵌入式Linux開發(fā)的優(yōu)點
為了更好地適應(yīng)嵌入式領(lǐng)域的開發(fā)，嵌入式Linux還在Linux基礎(chǔ)上做了部分改進，如下所示。
（1）改善的內(nèi)核結(jié)構(gòu)
Linux內(nèi)核采用的是整體式結(jié)構(gòu)（Monolithic），整個內(nèi)核是一個單獨的、非常大的程序，這樣雖然能夠使系統(tǒng)的各個部分直接溝通，提高系統(tǒng)響應(yīng)速度，但與嵌入式系統(tǒng)存儲容量小、資源有限的特點不相符合。因此，在嵌入式系統(tǒng)經(jīng)常采用的是另一種稱為微內(nèi)核（Microkernel）的體系結(jié)構(gòu)，即內(nèi)核本身只提供一些最基本的操作系統(tǒng)功能，如任務(wù)調(diào)度、內(nèi)存管理、中斷處理等，而類似于文件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等附加功能則運行在用戶空間中，并且可以根據(jù)實際需要進行取舍。這樣就大大減小了內(nèi)核的體積，便于維護和移植。
（2）提高的系統(tǒng)實時性
由于現(xiàn)有的Linux是一個通用的操作系統(tǒng)，雖然它也采用了許多技術(shù)來加快系統(tǒng)的運行和響應(yīng)速度，但從本質(zhì)上來說并不是一個嵌入式實時操作系統(tǒng)。因此，利用Linux作為底層操作系統(tǒng)，在其上進行實時化改造，從而構(gòu)建出一個具有實時處理能力的嵌入式系統(tǒng)，如RT-Linux已經(jīng)成功地應(yīng)用于航天飛機的空間數(shù)據(jù)采集、科學儀器測控和電影特技圖像處理等各種領(lǐng)域。
四、Linux是自由的多任務(wù)操作系統(tǒng)
用戶可以獲得多種配置及體系不同的Linux版本。因此，如何選擇Linux的發(fā)行版本，也是我們要解決的一個重要問題。
Linux的版本主要有3大類：
（1）標準的Linux版本。（2）小型化的嵌入式版本（Smallfoot-print“embedded”Version）。（3）具有實時擴展功能的Linux版本。
另外，Linux還有一些特殊應(yīng)用、把Linux移植到非X86體系的CPU（包括PowerPC、RISC、68K以及許多別的微控制器）上的版本。例如有許多針對不同的如“瘦服務(wù)器”或“防火墻”應(yīng)用的小型化、實時特性增強的特殊版本。