Integrovaný operační systém - Embedded operating system

Vestavěný operační systém je operační systém pro vestavěné počítačové systémy . Vestavěné operační systémy jsou počítačové systémy určené pro konkrétní účel, ke zvýšení funkčnosti a spolehlivosti při plnění konkrétního úkolu. Efektivní využívání zdrojů je za cenu ztráty některé funkce nebo granularity, kterou poskytují větší počítačové operační systémy, včetně funkcí, které nemusí být používány specializovanými aplikacemi, které provozují. V závislosti na metodě používané pro multitasking je tento typ OS často považován za operační systém v reálném čase nebo RTOS . Vestavěné systémy se většinou používají jako operační systémy v reálném čase. QNX , WinCE a VxWorks jsou dnes nejpoužívanějšími vestavěnými operačními systémy.

Všechny vestavěné systémy obsahují procesor a software. Musí existovat místo pro software pro uložení spustitelného kódu a dočasné úložiště pro manipulaci s daty za běhu. Ty mají podobu ROM a RAM . Všechny vestavěné systémy musí také obsahovat nějakou formu vstupů a výstupů, aby fungovaly. S výjimkou těchto několika společných funkcí je zbytek vestavěného hardwaru obvykle jedinečný a liší se od aplikace k aplikaci. Hardware běžící na integrovaném operačním systému může být velmi omezený ve zdrojích, proto vestavěný design těchto operačních systémů může mít úzký rozsah přizpůsobený konkrétní aplikaci, aby bylo dosaženo požadované operace za těchto omezení. Integrovaný operační systém, který organizuje a ovládá hardware, obvykle určuje zbytek potřebného vestavěného hardwaru.

Aby mohli vývojáři softwaru lépe využít výpočetní výkon procesoru , mohou psát kritický kód přímo v sestavení . Tento strojově efektivní jazyk může potenciálně vést ke zvýšení rychlosti a determinismu za cenu přenositelnosti a udržovatelnosti. Často vložené operační systémy jsou zcela napsané ve více přenosných jazyků, jako je C , nicméně.

Důležitým rozdílem mezi většinou vestavěných operačních systémů a desktopových operačních systémů je to, že aplikace, včetně operačního systému, je obvykle staticky propojena do jednoho spustitelného obrazu. Na rozdíl od operačního systému pro stolní počítače integrovaný operační systém nenačítá a nespouští aplikace. To znamená, že systém je schopen spustit pouze jednu aplikaci.

Dějiny

Vývoj vestavěných operačních systémů

Na konci sedmdesátých let byl navržen koncept víceúlohového jádra v reálném čase. V 80. letech minulého století, zatímco aplikace integrovaného systému je stále složitější, vestavěný operační systém s víceúlohovým jádrem v reálném čase nemohl splnit požadavek vloženého vývoje. Jádro víceúlohového zpracování v reálném čase se začalo vyvíjet do úplného víceúlohového operačního systému ( RTOS ) v reálném čase, který zahrnoval síťové, souborové, vývojové a ladicí prostředí.

V současné době RTOS vytvořil světový průmysl. První komerční integrované jádro na světě v reálném čase (VRTX32) bylo vyvinuto společností Ready System v roce 1981. Poté v roce 1993 Ready System a slavná softwarová společnost s integrovaným softwarem Microtec Research Merger ze Silicon Valley vyvinuly dvě nová jádra RTOS VRTX32 a VRTXsa na základě VRTXmc . Současně se objevuje integrované vývojové prostředí VRTX (Spectra), které výrazně zlepšuje vývoj vestavěného softwaru.

Microsoft , který dominuje operačnímu systému pro stolní počítače, také vydal svůj vlastní vestavěný operační systém 460 v roce 1996. Vestavěný operační systém je WinCE , který je původně založen na Windows 95 ve verzi 1.0 a následně 2.0 verzi, 3.0 verzi, až do Verze 6.0, podporující architekturu x86, ARM, SH4, MIPS a další. WinCE je preemptivní vícevláknový operační systém. Prostřednictvím vlákna je WinCE lepší dosáhnout plánování úloh integrovaného operačního systému, komunikace mezi úkoly, vzájemného vyloučení a dalších funkcí. Aby se vyřešil problém prioritní inverze v preemptivním plánování v reálném čase ve WinCE, je implementován mechanismus prioritní inverze.

Příchod nové éry Embedded

V současné době se v systému internetu věcí používají tisíce vestavěných zařízení a stovky senzorů se používají v autě. Ve srovnání s tradičním vestavěným systémem vyžaduje systém internetu věcí nižší spotřebu energie, je bezpečný a spolehlivý a má schopnost sítě ad hoc . Komunikační sekce musí splňovat převod mezi různými komunikačními protokoly a aplikační vrstva musí mít schopnost cloud computingu . To klade vyšší nároky na design operačního systému.

Viz také

Reference