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1.2 实时操作系统
实时操作系统（RTOS）是当外界事件或数据产生时，能够以足够快的速度接受并予以处理，其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统做出快速响应，并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统[1]。实时操作系统是目前嵌入式系统最常用的系统。它把系统实时性和有效性作为首要要求，其次才是提高整个嵌入式系统的使用效率。实时系统又分为硬实时系统和软实时系统，硬实时系统是指在指定时限内必须实现一个确定的任务，否则会导致系统崩溃，这是在设计操作系统是保证的；软实时系统虽然对时间要求同样重要，但只要按照任务的优先级，则允许出现超时情况，主要是通过软件编程实现对时限的管理。
实时操作系统具有如下特点。
系统内核小：适合在嵌入式系统的有限存储空间中运行。
系统精简，可裁剪和移植：可控制编码体积并有效地运行，专用性强。
强实时性：嵌入式系统最重要特征之一。
可靠性高：系统可在无人工干预下独立运行，并能处理各类事件。
目前，嵌入式实时操作系统正向实时超微内核(Nanokernel)方向发展，近几年，国外发展了一种基于微内核思想设计的嵌入式微内核，即实时超微内核。超微内核是一种基本内核代码层，为嵌入式应用提供了可抢占任务调度，并可以构造可配置的嵌入式实时操作系统。RTOS研究方向主要集中在如下几个方面：
1. RTOS的标准化研究。
2. 多处理器结构RTOS、分布式实时操作系统和实时网络的研究。
3. 集成的开放式实时系统开发环境的研究。
目前市场上性能优良、应用较广的实时操作系统有如下几种[2]：
1. VxWorks
VxWorks是美国WindRiver公司 的产品。 VxWorks拥有出色的高性能内核以及友好的用户开发环境，是目前使用最为广泛的嵌入式系统。它支持多种处理器，提供基于优先级的任务调度等功能，拥有简明的接口，良好的可扩展性。
2. μC /OS-II
μC /OS-II是基于μC-OS基础发展而来的，其结构简单但功能强大，提供了基于优先级的抢占式任务调度等功能。可以管理64个任务并使各个任务独立工作，互不干涉。具有占用空间小，执行效率高，可扩展性强等特点。
3. μClinux
μClinux是一种嵌入式Linux，虽然其内核很小，但仍继承了Linux操作系统的主要特点，如强大的网络管理功能，良好的稳定性及移植性等。μClinux还提供强大的系统管理能力，支持功能扩展。但没有MMU内存管理单元，多任务实现比较困难。
4. eCos
eCos是由Redhat推出的小型即时操作系统，是一开源的操作系统。其最大的特点是内核的可配置性，采用模块化设计，可以针对精确性应用的需求而进行配置。与Linux的配置和裁减相比，eCos更简明方便，系统层次更加清晰。
从操作系统调度机制，同步与通信机制以及系统对硬件的支持各方面比较，我们选择了VxWorks操作系统。
1.3嵌入式微处理器
嵌入式系统的核心就是嵌入式微处理器，嵌入式微处理器担负着控制系统工作的重要任务，其直接关系到整个嵌入式系统的性能。嵌入式微处理器一般具有以下特点[3]:
1．支持实时多任务处理，能完成多任务并且有较短的中断响应时间，从而使内部的代码和实时内核的执行时间减少到最低限度。
2．具有很强的存储区保护功能。
3．可扩展的处理器结构，能迅速地开发出满足应用的高性能的微处理器。
4. 较强的中断处理能力。
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