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深圳电路板克隆嵌入式操作系统内核原理与开发

[日期:2012-05-21] [来源:http://www.sbing.net/] [作者电路板克隆] [点击:]

    对曾经是计算机专业的朋友来说,这个答案还要稍微复杂一些,操作系统可能还有linux、unix、ios、sun solaris、aix等。如果再细化一点,对嵌入式工具比较解的朋友还会有新的补充,因为在他们看来,vxworks、eCos、ucos也都是操作系统,虽然它们好多系统连界面都没有。
    既然操作系统称之为一个系统,那么它必然是由好多的部件组成的。有过linux嵌入式开发经验的朋友都知道,要想使一个linux在arm芯片上真正跑起来,它必须有三个部分组成,即boot + 内核 + 文件系统。而真正内核的东西其实很少,也就是cpu初始化、线程调度、内存分配、文件系统、网络协议栈、驱动这些部分组成。那么是不是所有的芯片都需要跑操作系统呢?我们可以举个例子。
    现在有一个简单的温度测量电路,它由三部分组成:1、单片机;2、温度传感器模块;3、无线发射模块。
    我们设计这么一个温度测量电路其实就是一个目的,那就是为了实时获取当前的温度信息。那么,这么一个简单的电路应该怎么设计程序呢?其实很简单。
    [cpp] view plaincopy void sleep(int value)
    { int outer;int inner;
    for(; outer < value; outer++)
    { for(inner = 0; inner < 1000; inner++)
    ;}
    void main()
    { while(1)
    { /* read temperature from port*/ sleep(1000);/* send temperature to wireless module */ sleep(1000);}
    如果我们需要cpu干的事情很少,甚至极端一点说只有一件事情,那么根本没有设计操作系统的必要。我们设计出操作系统,主要是想在单位时间内完成几件事情。打个比方来说,你完全可以在工作的时候一遍写文档、一遍收发电子邮件,偶尔还能开个小差休息一会。 所以操作系统就是为了共享资源而存在的。
    认识操作系统的用途不难,关键是如何把操作系统用代码写出来。也许有人会跟你说,免费的代码一大堆,Linux就不错,你下载下来直接读就好了。但是我告诉你,最新的Linux内核版本已经轻松的越过了3.0,整个代码的长度远在千万行之上,你可能从哪看起都不知道。
    可能此时又有人不同意了,看不懂高版本的linux,可以看看linux低版本的代码,pcb抄板0.11版本的代码就不错,因为赵炯就是怎么推荐的。我要说的是,0.11的代码固然好,但是怎么编译版本、怎么修改代码、怎么构造文件系统、怎么跑起来是我们绕不过的一道难题。对于很多朋友来说,阅读linux代码尚且困难,更不要说后面还需要完成的一大摊子烂事了。
    说了这么多,我们需要的的内核代码是什么样的?其实在我看来,很简单。它只要满足下面两个条件就可以了,(1)像用户软件一样可以运行;
    (2)像用户软件一样可以单步调试。
    要解决这些问题,对linux系统来说上不难解决。要解决os的运行和调试问题,关键就在于如何仿真中断和实现os的任务切换。至于任务的开启、运行和挂起,内存分配,互斥量,信号量,文件系统,tcp/ip协议栈,GUI操作,这些其实都是可以在linux上进行仿真和操作的,朋友们可以尽请放心。这部分的内容,我们会在以后的博客中陆续展开。
    为了能够更好地阅读后面发表的博文,我建议你巩固一下下面这些知识,电路板克隆这样会对你的理解有很大的裨益。
    (1)cpu 结构,了解中断流程就行;
    (2)linux 汇编语言;
    (3)函数堆栈格式和内容;
    (4)互斥量、信号量的使用方法;
    (5)调度的基本策略;
    (6)内存分配的基本方法;
    (7)tcp/ip socket编程;
    (8)gui编程方法,可以参考windows的方法;
    (9)系统中的内存布局、编译原理等等。

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