基于嵌入式Linux动态扩展技术比较分析

占性)，所以，在进行嵌入式Linux系统动态扩展性研究开发时，首要的问题是扩展Linux的实时性能。系统在进行动态扩展的过程中，如果扩展的过程时间太长，肯定会影响到系统的实时响应，所以要求扩展过程快速完成，例如基于LKM的内核扩展机制。如果模块加载或替换的时间太长，在规定的时间内不能完成，这对于嵌入式Linux的某些应用来说是不能接受的。

(2) 资源有限性是嵌入式系统基本特征

嵌入式系统无多余软件也无多余硬件存储器，增加存储空间意味着成本的上升。在非常有限的存储空间中要实现快速的内核动态扩展，对研究人员来说是一个极大的挑战。在桌面PC世界，虽然已经有很多动态扩展系统功能的方法，但在嵌入式世界很难实现。例如Linux系统的LKM机制，若模块加载过程不经改造，在嵌入式Linux系统中是不能使用的。

(3) 期待完善的集成开发环境

一个完整的嵌入式系统的集成开发环境一般需要编译/连接器、内核调试/跟踪器和集成图形界面开发平台。其中的集成图形界面开发平台包括编辑器、调试器、软件仿真器和监视器等。在Linux系统中，具有功能强大的gcc编译器工具链，使用了基于GNU的调试器gdb的远程调试功能，一般由一台客户机运行调试程序调试宿主机运行的操作系统内核;在使用远程开发时还可以使用交叉平台的方式，如在Windows平台下的调试跟踪器对Linux的宿主系统作调试。但是，Linux在基于图形界面的特定系统定制平台的研究上，与Windows操作系统相比还存在差距。因此，要使嵌入式Linux动态扩展的研究更加方便、快捷，整体集成开发环境还有待提高和完善。

桌面Linux使用LKM技术成功实现了系统功能的动态扩展。嵌入式Linux继承了桌面Linux绝大部分功能和特性，桌面Linux固有的 LKM机制为嵌入式Linux动态扩展的研究带来了先天性的优势，可大大节省研究人员的时间和精力。在动态模块替换方面也有了很大的发展，Chris Walton等人[9]通过对二空间拷贝垃圾回收算法进行改进，在2000年提出了一种动态模块替换的抽象机模型。

基于JOS的动态扩展技术是一个主要发展方向。Java代码可移植性强，容易维护，在嵌入式系统上很有发展前途。采用Java技术的另外一个好处是可实现代码重用，在进行嵌入式系统开发时不必每次都从零开始。很多研究成果也促进了Java在嵌入式系统上的应用。Derek Rayside等人在2002年提出一种类库子集选择方法[10]。该方法可以让嵌入式系统中的Java程序在运行时从远程Java类库中仅选择所需要的子集，然后下载到本地系统，从而减小对嵌入式系统存储空间的需求，解决了因Java语言的类库太大而阻碍了在嵌入式系统中的应用。

结束语

随着嵌入式Linux的快速发展和嵌入式Linux设备的普及，人们对可动态扩展的嵌入式Linux的需求越来越迫切。目前主要的几种可动态扩展系统功能的技术，例如微内核技术、JOS技术、LKM技术等，由于嵌入式系统的存储空间有限，实时性要求高，在应用到嵌入式Linux系统中时都有所不足。其中，桌面Linux固有的LKM机制为嵌入式Linux动态扩展的研究带来了先天性的优势;另外，Java代码可移植性强，维护容易，在嵌入式系统上很有发展前途，因此基于JOS的动态扩展技术是另一个主要发展方向。最后，一个完善的嵌入式Linux集成开发环境是每一个开发人员所期待的。