基于Linux的嵌入式实时操作系统的研究

，而文件系统、网络协议栈等部分都是在用户内存空间运行。这种结构虽然执行效率不如Monolithic内核，但大大减小了内核的体积，同时也极大地方便了整个系统的升级、维护和移植，因此更能满足嵌入式系统的特点需要。为此，为使嵌入式Linux的应用更加广泛，可以考虑将Linux目前的Monolithic内核结构中的部分结构改造成MicroKernel体系结构。通过这种折中办法，可以使得到的Linux既具有很好的实时性，又能满足嵌入式系统体积小的要求。

　　5．RT-Linux的编程接口（API）及编程方法示例

　　（1）RTLinux的编程和控制接口（API）。

　　通过使用RTLinux的编程和控制接口（API），可以提供对实时任务的创建和删除、任务的调度和控制等功能。API函数主要有如下几类：

　　1）中断控制API函数；2）时钟控制和获取；3）线程的创建和删除；4）POSIX方式的驱动接口；5）FIFO设备驱动程序；6）串口驱动程序的API函数；7）mbuff驱动API函数；8）浮点运算API函数。

　　（2） RTLinux的编程方法示例

　　该程序的原理是测出在RT-Linux中进行实时任务调度过程中调度需要花费时间的多少。算法如下：

　　/*实时任务端*/

　　对于每500个周期

　　等待上一个周期的任务完成

　　获得当前时间和上次周期任务完成时间的差，就是调度的时间

　　循环

　　向FIFO输出500个周期中完成的最大值和最小值。

　　/*应用程序端*/

　　读取FIFO设备，获取最大值和最小值

　　在屏幕上打印出来

　　这种编程方法是进行RT Linux编程的通用方法，将一个任务分为实时部分和非实时部分，在实时部分完成的是实时任务；在非实时部分主要是完成显示等不需要实时的功能。程序的体系结构如下所示：

　　限于篇幅，程序代码略。

　　6．开发嵌入式RT-Linux的几个问题

　　（1）Linux的移植。如果Linux不支持选用的平台，就需要把Linux内核中与硬件平台相关的部分改写，使之支持所选用的平台。

　　（2）内核的裁剪。嵌入式产品的可用资源比较少，所以它的内核相对嵌入式系统来说就显得有点大，需要进行剪裁到可利用的大小。

　　（3）桌面系统。现代的操作系统如果没有一个友好的界面是没有说服力的。现在的台式机Linux系统使用了传统的X-Window系统的模式—Client/Server结构。和硬件有关的部分即是Server端，实现一个标准的显示接口；应用程序通过对Server的服务请求，实现程序的显示。在此之上，实现窗口的管理功能。但X Window对于嵌入式系统来说显得很庞大。现在国内有MiniGUI，国外有MicroWindow，都在致力于嵌入式Linux GUI的开发。适用于嵌入式Linux上的X-Window的工作也在进行。

　　（4）驱动程序的开发。Linux内核更新的很快，许多最新的硬件驱动很快就被支持。但嵌入式系统应用领域是多种多样的，所选用的硬件设备也不同，并且不可能都有Linux的驱动程序，因此，设备驱动程序的开发也是重要的工作。

　　7．结束语

　　嵌入式系统的开发是剪裁与移植相结合的过程，开发者自己编写的代码并不多。笔者在智能交通监控系统的设计中，通过对Linux适当的剪裁，选择了RT-linux作为系统的开发平台，对于提高系统的开发效率和降低开发成本取得较好的实效。当然，嵌入式系统的发展对嵌入式操作系统提出了更高的要求，因此，对嵌入式操作系统的结构、设计、用户界面等诸多方面进行深入研究，将有助于嵌入式系统的应用和发展。