基于ARM的嵌入式操作系统概述

FreeRTOS是一个迷你操作系统内核的小型嵌入式系统。作为一个轻量级的操作系统，功能包括：任务管理、时间管理、信号量、消息队列、内存管理、记录功能等，可基本满足较小系统的需要。FreeRTOS任务可选择是否共享堆栈，并且没有任务数限制，多个任务可以分配相同的优先权。相同优先级任务的轮转调度，同时可设成可剥夺内核或不可剥夺内核。

FreeRTOS 的移植主要需要改写如下三个文件。1.portmacro.h 2.port.c 3. port.asm

μTenux

μTenux基于ARM微控制器平台，对uT最适用于ARM Cortex M0-M4系列的微控制器，代码开源、免费，是一个功能强大的抢占式实时多任务操作系统。μTenux除具有实时嵌入式操作系统的一般特性：可移植性,可固化,可裁剪等特性以外,它还具有如下优点：(1)微内核。无MMU, ROM/RAM占用量小,所占ROM最大60KB,最小10KB;RAM最大12KB,最小2KB;(2)开源免费;(3)支持所有32位ARM7/9和 Cortex M系列的微控制器;(4)可配置多达到256个任务以及140个任务优先级;(5)有良好的商业支持, T-Engine论坛进行总的维护。

移植主要包括：芯片系统时钟移植，外设移植和通用输出/输入端口的移植以及看门狗模块移植。由于考虑到内核代码的重要性以及其在整个移植中的重要意义，且为了整个系统有更好的实时性，可选用汇编语言编写操作系统的启动代码。

VxWorks

VxWorks系统提供多处理器间和任务间高效的信号灯、消息队列、管道、网络透明的套接字。实时系统的另一关键特性是硬件中断处理。为了获得最快速可靠的中断响应，VxWorks系统的中断服务程序ISR有自己的上下文。VxWorks实时操作系统由400多个相对独立的、短小精炼的目标模块组成，用户可根据需要选择适当模块来裁剪和配置系统，这有效地保证了系统的安全性和可靠性。系统的链接器可按应用的需要自动链接一些目标模块。这样，通过目标模块之间的按需组合，可得到许多满足功能需求的应用。

移植过程可以参考网络上一些BSP代码，BSP的英文全称为board support package，即板级支持包，它的作用是针对特殊的硬件平台，为VxWorks内核提供操作的接口。

μClinux

嵌入式Linux 作为一个开放源代码的操作系统，以价格低廉、功能强大又易移植的特性正在被广泛应用，μClinux是专门针对没有MMU的处理器而设计的嵌入式 Linux，非常适合中低端嵌入式系统的需求。 在GNU通用公共许可证的授权下，μClinux操作系统的用户可以使用几乎所有Linux的API函数，不会因为没有内存管理单元MMU而受到影响;而且，μClinux在标准的Linux基础上进行了适当的裁剪和优化，形成了一个高度优化的、代码紧凑的嵌入式Linux，体积小了，但是仍然保留了 Linux的大多数的优点，比如稳定性好、强大的网络功能、良好的可移植性、完备的文件系统支持功能、以及标准丰富的应用程序接口API等，可以支持类似 ARM7TDMI等类型多的小巧玲珑的中央处理器。

eCos

eCos中文翻译为嵌入式可配置操作系统或嵌入式可配置实时操作系统。适合于深度嵌入式应用，主要应用对象包括消费电子、电信、车载设备、手持设备以及其他一些低成本和便携式应用。eCos是一种开发源代码软件，无任何版权费用。 eCos最大的特点是模块化，内核可配置。如果说嵌入式Linux太庞大了，那么eCos可能就能够满足要求。它是一个针对16位、32位和64位处理器的可移植开放源代码的嵌入式RTOS。和嵌入式Linux不同，它是由专门设计嵌入式系统的工作组设计的。eCos具有相当丰富的特性和一个配置工具，后者能够让你选取你所需要的特性。

eCos的软件分了若干的模块，移植工作主要在他的hal层进行，所谓hal(硬件抽象层)就是把和硬件相关的软件凑到一起。

μC/OS-II

μC /OS-II是一个完整的、可移植、可固化、可裁剪的占先式实时多任务内核。μC/OS-II绝大部分的代码是用ANSI的C语言编写的，包含一小部分汇编代码，使之可供不同架构的微处理器使用。其结构小巧简洁且支持抢占式的多任务调度与管理。此实时操作系统管理任务数多达64个,且提供内部程序存储器管理、系统运行时间管理、多任务实时调度与管理等功能。由于它的作者占用和保留了8个任务，所以留给用户应用程序最多可有56个任务。赋予各个任务的优先级必须是不相同的。这意味着μC/OS-II不支持时间片轮转调度法。μC/OS-II为每个任务设置独立的堆栈空间，可以快速实现任务切换。

将μC/OS-II操作系统移植到目标处理器上，需要从硬件和软件两方面来考虑。硬件方面，目标处理器需满足以下条件：

①处理器的C编译器能产生可重入代码;

②用C语言可以开/关中断;

③处理器支持中断，并且能够产生定时中断(通常在10～1000 Hz之间);

④处理器能够支持容纳一定量数据的硬件堆栈;

⑤处理器有将堆栈指针和其他寄存器读出和存储到堆栈或内存中的指令。

软件方面，主要是一些与处理器相关的代码移植，其分布在OS_CPU.H、OS_CPU_C.C和OS_CPU_A.ASM这3个不同的文件中。