Встроенная операционная система
 | этой статьи В первом разделе содержится информация, которая не включена в другие разделы статьи . ( февраль 2022 г. ) |
Встроенная операционная система (EOS) — это операционная система , разработанная специально для встроенных компьютерных систем . Эти системы призваны повысить функциональность и надежность для выполнения специальных задач. [1] Когда используемый метод многозадачности позволяет своевременно выполнять задачи, такая ОС может квалифицироваться как операционная система реального времени (RTOS). [2]
Обзор [ править ]
Встроенные операционные системы являются неотъемлемой частью бытовой электроники, такой как камеры и мобильные телефоны . Кроме того, они питают автомобильную электронику , помогая выполнять такие функции, как круиз-контроль и навигация . Более того, они необходимы для инфраструктуры автоматизации производства . Повседневные приложения EOS включают устройства офисной автоматизации, такие как сканеры изображений , копировальные аппараты и точки беспроводного доступа . Системы домашней автоматизации , включая системы безопасности , также зависят от EOS. [3]
Дизайн [ править ]
Встроенные системы состоят из процессора и соответствующего программного обеспечения . Встроенному программному обеспечению требуется хранилище для исполняемых файлов и временная обработка данных во время выполнения . Встроенные системы обычно используют ПЗУ и ОЗУ в качестве основных компонентов памяти. Для функциональности встроенных систем необходимы интерфейсы ввода и вывода. Конфигурации встроенного оборудования часто уникальны и различаются в зависимости от приложения. [4] Учитывая ограничения ресурсов встроенного системного оборудования, операционные системы разрабатываются с узкой областью применения и адаптированы к конкретным приложениям, чтобы обеспечить оптимальную работу в рамках аппаратных ограничений. Выбор встроенной операционной системы, которая организует и контролирует аппаратное обеспечение, часто диктует необходимость дополнительных встроенных аппаратных компонентов.
Разработчики программного обеспечения могут писать необходимый код на языке ассемблера , чтобы использовать всю вычислительную мощность центрального процессора (ЦП). Язык ассемблера, будучи машиноэффективным, может повысить скорость работы детерминированных систем , но может снизить переносимость и удобство обслуживания . Часто встроенные операционные системы пишутся на переносимых языках программирования, таких C. как
История [ править ]
операционные системы Ранние встроенные
Концепция ядра многозадачности реального времени возникла в конце 1970-х годов. В 1980-е годы, когда приложения для встраиваемых систем стали усложняться, операционные системы с ядрами, работающими в режиме многозадачности в реальном времени, с трудом могли удовлетворить растущие потребности разработки встраиваемых систем. Это привело к развитию многозадачного ядра реального времени в комплексную операционную систему ( RTOS ), включающую в себя возможности работы в сети, управления файлами, разработки и отладки .
Сегодня ОСРВ представляет собой глобальную индустрию. В 1981 году компания Ready System разработала VRTX32, первое в мире коммерческое встроенное ядро реального времени. В 1993 году, после слияния, Ready System и Microtec Research из Силиконовой долины разработали два новых ядра RTOS, VRTX32 и VRTXsa, основанные на VRTXmc . Одновременно была представлена интегрированная среда разработки VRTX Spectra.
В 1996 году Microsoft выпустила свою встроенную операционную систему WinCE , которая поддерживала различные архитектуры процессоров, включая x86 , ARM , SH4 и MIPS . WinCE с тех пор устарел, а основная поддержка прекратилась в 2018 году. [5]
OS-9 и VxWorks также являются известными встраиваемыми операционными системами.
встроенные системы Современные операционные
В современном мире Интернета вещей (IoT) встроенные устройства распространены повсеместно: только в автомобилях используются сотни датчиков. Системы Интернета вещей, в отличие от традиционных встроенных систем, требуют более низкого энергопотребления, повышенной безопасности и надежности, а также возможности создания одноранговых сетей. [ нужна цитата ] . Уровень связи должен облегчать преобразование между различными протоколами, а уровень приложений должен обеспечивать возможности облачных вычислений через Интернет .
встроенные системы Современные операционные
В результате приобрели популярность несколько новых встроенных операционных систем, таких как Embedded Linux. [6] варианты ( OpenWrt , Zeroshell , Android , LineageOS , LEDE , LibreCMC ), OpenHarmony , Oniro OS , HarmonyOS , NetBSD , [7] PX5 RTOS , ThreadX , FreeRTOS и другие.
Проекты на базе Linux [ править ]
множество проектов, наборов инструментов и платформ на базе Linux Для создания операционных систем, работающих на различных встроенных системах, было разработано . Яркими примерами являются OpenEmbedded , BusyBox , uClibc , musl libc и Buildroot .
См. также [ править ]
- Linux во встроенных системах
- Встраиваемое подмножество ядра Linux — операционная система Linux , помещающаяся на дискету.
- Список встроенных операционных систем
- OpenWrt
- Принцип наименьших привилегий (компьютерная безопасность)
Ссылки [ править ]
- ^ Джабин, Камар; Хан, Фазлулла; Хаят, Мухаммад Нуман; Хан, Харун; Ян, Сайед Рухулла; Улла, Фарман (11 мая 2016 г.). «Опрос: поддержка встроенных систем различными операционными системами». arXiv : 1610.07899 [ cs.OH ].
- ^ «Определение встроенной ОС» . Журнал ПК . Проверено 13 сентября 2023 г.
- ^ Алан Холт; Чи-Ю Хуан (2018). Встроенные операционные системы: практический подход . Международное издательство Спрингер. п. 5. ISBN 9783319729770 .
- ^ Сагер, премьер-министр; Агарвал, В. (ноябрь 2002 г.). «Встроенные операционные системы для приложений реального времени» (PDF) . М. Тех. отчет о кредитном семинаре . Группа электронных систем, отдел энергоэффективности, ИИТ Бомбей: 14.
- ^ «Microsoft — жизненный цикл Windows Embedded Compact 2013» . Документы Майкрософт . Проверено 3 февраля 2022 г.
- ^ Барбьери, Эдоардо (24 ноября 2021 г.). «Что такое встроенный Linux?» . Убунту . Проверено 13 сентября 2023 г.
- ^ «Глава 1. Что такое NetBSD?» . НетБСД . Проверено 13 сентября 2023 г.