9a嵌入式实时操作系统的比较研究VxWorksQNXucLinuxRTEMS

第２４卷第８期

姗年８月计算机应用与软件

ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃ砒ｉｏｎｓａｎｄＳｏｆｔｗａｒｅＶ０１．２４Ｎｏ．８Ａｕｇ．２００７

四种流行的嵌入式实时操作系统的比较研究一

ＶｘＷｏｒｋｓ，ＱＮＸ，ｕｃＬｉｎｕｘ，ＲＴＥＭＳ

孙鲁毅

（上海交通大学软件学院上海２０００３０）

摘要对比了市场上比较流行的Ｖｘｗｏｒｋｓ，ＱＮｘ，ｕｃＬｉｎｕ】【和Ｒ，Ｉ＇ＥＭｓ四种操作系统的不同特点，为嵌入式工作者挑选适合的嵌入式实时操作系统提供参考。

关键词ＲＴＯＳ嵌入式系统ＶｘｗｏｒｋｓＱＮｘｕｃ“ｎＩｌ】【ＲＴＥＭＳ实时性

ＴＨＥＣｏＭＰＡ砒ＳｏＮ＆ＲＥＳＥＡＲＣＨＯＦＦｏＵＲＰｏＰＵＬＡＲＲＴｏＳ—ＶＸＷＯＲＫＳ，ＱＮＸ。

ＵＣＬＤｍＸ。Ｉ汀ＥＭＳ

ＳｕｎＬｕｙｉ

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ＡｂｓｔｒａｃｔＤｉｆ６ｅｒｅｎｔｃｈ蝴ｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｆｏｕｒｐｏｐｕｌａｒＲＴＯＳｉｎｃｌｕｄｉｎｇＶ棚ｏｒｋｓ，ＱＮｘ，ｕＣＬｊｎｕ）【ａＪｌｄＲＴＥＭｓａｒｅｃｏｍｐ盯ｅｄ，ａｎｄａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｆｏｒｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍｄｅｖｅｌ叩ｅｒｓｔｏｃｈｏｏｓｅｐｒｏｐｅｒＲＴＯＳ．

ＫｅｙｗｏｒｄｓＲＴｏＳＥｍｂｅｄｄｅｄ８ｙ８ｔｅｍＶｘＷｏｒｋｓＱＮＸｕＣ“ｍｌ】【ＩＨＥＭＳＲｅａｌ?ｔｉｍｅ

ｌ市场上几种比较常用的ＲＴｏＳ

下面的图标数据来自ｃＭＰ公司在２００５年６月份做出的市

场常见Ｒ７ｒｏｓ的调查数据‘¨。

图１市场份额排名前十位的嵌入式操作系统

２００３年加拿大航天局经过研究，从４８种ＲＴ０ｓ中挑出的几种根据实际综合性能测试结果排的名次Ⅲ：

ＱＮｘ／ＮｅｕｔｒｉｏｎＴＭ

０Ｓ一９ＴＭ１ｓｔ

Ｐｒｅｃｉ∥ＭＱＸ饼

０ＳＥＴＭ

２ｓｔ

Ｄｅｌ幢ＯＳＴＭ

ＲＴＥＭＳ硼

ＬｖＴｌｘＯＳＴＭ３ｒｄ

ｈｔｅ—ｔｙＴＭ

ＶｘＷｏｒｋｓＴＭ

ＮｕｃｌｅｕｓＰｉｕｓＴＭ

ＶＲＴＸＴＭ

ＴｒＰｏｓＴＭ

４ｔｌｌ?

ＣＥｘｅｃｕ＿【ｉｖｅＴＭ

图２加拿大航天局０３年对２０款成功的ＲＴ０ｓ按测试性能的排名表上２０种ＲＴｏｓ几乎都是商用ＲＴＯｓ。从某种意义上讲，如果能排在前三名，也就是前面的９种ＲＴＯｓ里，已经说明了他们本身的性能是非常出色的。

ｗｉｎｄＲｉｖｅｒ自从收购了Ｐｓｏｓ以后，成为世界第一大ＲＴＯＳ提供商，在世界ＲＴ０ｓ市场份额最大，其拳头产品ｖｘｗｏｒｋｓ以其广泛运用的程度，已经在业界得到大家的公认＂Ｊ。

ＱＮｘ在表中排第一，可见综合性能是很优秀的，而且ＱＮｘ还自带图形界面，他还是一个微内核并带内存保护的ＲＴＯｓ－４Ｊ。

嵌入式Ｌｉｎｕｘ作为一个整体，占有的市场份额是不可忽视的。甚至有人预言嵌入式“ｎｕｘ在不久的将来可能成为市场的最大份额。ｕｃＬｉｎｕｘ是一种从标准Ｌｉｎｕｘ简化去除了ＭＭｕ以适应嵌入式微控器的品种，因为公开和免费，所以在嵌入式“ｎｕ】【中占有一席之地ｐ?。

随着ＲＴＯＳ市场竞争的加剧，除了ｖｘｗｏｒｋｓ内核继续不公开，其他商用ＲＴ０ｓ纷纷开始公开源代码，但仍然保留商业收费。ＲＴＥＭｓ是个例外，他被用于商用和军用系统，但公开而

收稿日期：２００６—０４—１３。孙鲁毅，硕士，主研领域：嵌入式系统软

件工程。

四种流行的嵌入式实时操作系统的比较研究-

VxWorks,QNX,ucLinux,RTEMS

作者：孙鲁毅， Sun Luyi

作者单位：上海交通大学软件学院,上海,200030

刊名：

计算机应用与软件

英文刊名：COMPUTER APPLICATIONS AND SOFTWARE

年，卷(期)：2007，24(8)

被引用次数：1次

参考文献(6条)

1.RTOS market survey 2005

2.A Selection Methodology for the RTOS market

3.Wind River Tornado II User Manual

4.QNX Momentics Development Suite v6.3,QNX software systems

5.查看详情

6.RTEMS 4.6.5 On-Line Library

相似文献(10条)

1.期刊论文谢光强.XIE Guang-qiang基于RTOS开发嵌入式系统初探-电脑知识与技术（学术交流）2006(8)

本文主要讨论基于RTOS开发嵌入式系统.文章首先介绍了嵌入式系统的基本特点,然后分析了RTOS在嵌入式系统开发中的作用,以及系统设计人员如何为嵌入式系统选择合适的RTOS.最后论述了嵌入式系统的发展前景.

2.学位论文吴文渊基于RTOS的嵌入式系统（终端服务器）的设计与实现2002

该文主要论述了基于RTOS(pSOSystem)的嵌入式系统-终端服务器的设计和实现,从嵌入式技术的基本理论出发,主要从软件和硬件两方面来分析和论述终端服务器总体及各个功能模块的实现.通过对多用户系统中传统的多用户卡+哑终端模式研究,分析其发展现状及目前网络应用需求,提出了银行、金融系统中综合柜员改造的问题;通过对实现综合柜员改造的几种方案的论证及查阅了国内外大量资料、进行了广泛调查研究之后,论文中提出了一种具有连接终端等串行设备功能的网络连接设备的设计思想,称之为终端服务器,作为一个独立操作的多串口设备联网络服务器,实现了串口设备与以太网之间的连接.论文从基于RTOS的嵌入式系统设计的角度出发,论述了终端服务器设计上的一些技术细节以及设计过程中的关键技术、重要算法,并提出了一些在设计过程中遇到的关键性问题的解决措施,同时介绍了这些过程中获得的一些宝贵经验.论文着重论述了一些关键模块的设计实现,以及设计上其它同类设备所不具有的特色(如端口多路复用、固定设备名等),并从理论角度对终端服务器的性能进行了分析,列出了分析结果.该论文通过对一个具体嵌入式系统设计、实现的阐述,探讨了嵌入式系统设计的思想、理论和方法,结合终端服务器的设计从理论角度论述了嵌入式实时系统设计中的关键技术.论文还探讨了终端服务器的实际应用模式和发展方向,以及在目前基础上的下一步研究工作重点.论文系统、深入地研究了基于嵌入式实时操作系统RTOS的嵌入式系统设计,研究成果已形成了产品,并已得到广泛的应用.

3.期刊论文邓全道.DENG Quan-dao基于TMS320LF2XX嵌入式系统的RTOS移植研究-金陵科技学院学报2006,22(4) 以工业控制系统中网络化改造为背景,讨论基于DSP的嵌入式系统中RTOS的移植方法,采用公开源码的嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ进行移植和二次开发.

4.学位论文余化鹏基于RTOS的DSP硬实时开发平台的设计2007

由于缺乏优化的C编译器和嵌入式RTOS的支持，目前，基于DSP的嵌入式硬实时系统的软件开发与调试仍是采用汇编语言面向裸机的开发模式，这种开发模式的根本问题就是开发效率低下，已经越来越不适应该系统向更加复杂、更加智能化的方向发展的要求。

针对缺乏优化的C编译器支持这一问题，本文分析了影响BF53x C编译器编译效率的瓶颈——不支持硬件循环，在此基础上，改进了Gcc对硬件循环的支持，并在Gcc for BF53x上完整实现了对BF53x两层硬件循环的支持。

针对缺乏嵌入式RTOS的支持这一问题，本文首先提出了基于静态优先级调度的双任务模型，并据此在BF53x上实现了一个深嵌入式RTOS。该嵌入式RTOS仅具备简单的任务管理与调度功能，并且具有极小的额外开销(us级)，非常适合于对实时性有苛刻要求的嵌入式硬实时系统。为了克服深嵌入式RTOS存在的可扩展性差等局限，本文进一步提出了基于有限的共享资源模型实现嵌入式硬实时Linux的新思路，并据此在BF53x上实现了一个高端嵌入式RTOS。该嵌入式RTOS是一个标准的GNU/Linux开发环境，具有良好的可移植性和可扩展性，可以有效提高应用的开发效率。同时，该嵌入式RTOS具有百us级的额外开销，对于大多数嵌入式硬实时系统是可以接受的。

最后，本文基于以上的两个嵌入式RTOS构建了全新概念的目标识别与跟踪系统，解决了实现中的关键问题，在保证系统执行效率的前提下有效的提高了系统开发效率，达到了预期的目的。

5.期刊论文肖海桥.吕京建嵌入式系统开发工具及RTOS平台-电子质量2003(4)

本文介绍了嵌入式系统几种主要的开发工具平台和RTOS软件开发平台.

6.学位论文周雪峰实时嵌入式系统在相控阵雷达中的应用2008

本文基于实际项目背景，介绍了实时操作系统在舰载多功能相控阵雷达实时系统应用中的重要性和优越性。主要介绍了RTOS原理、任务的划分和优先级分配设计方法。随后分析了RTOS下标准设备的驱动及其机理。又详细说明了在实时多任务操作系统下配置PCI总线的方法。分析了实时操作系统应用中经常要面对的一些问题，包括系统引导过程、中断应用设计等，由于软硬件的相关性，本文同时以PCI设备为例，使用任务结合中断服务的方式，完成了非标准接口设备的驱动开发。

采用层次化设计思想构造了实时网络通讯结构，探讨了RTOS下采用UDP协议的套接字网络通讯编程，并实现了实时雷达网络通讯软件的设计，特别强调实时操作系统下临界资源的保护、内存映射、DMA数据传输和高速缓存一致性等问题。

实时嵌入式系统发展非常迅猛，在工业控制、军事、航空航天、手持设备等各个方面都得到了广泛的应用。全文采用理论结合实践的方式进行组织，有助于开发人员在了解了ROTS的基础上更加有效的使用RTOS进行开发应用。

嵌入式系统本身不具备开发能力,它的开发需要开发工具和环境,其开发工具称为实时在线仿真系统,其中在线仿真器的作用主要是取代应用系统的处理器和程序存储器,沟通开发系统与应用系统的联系,达到最接近真实的情况下,对软件和硬件进行联合调试的目的.嵌入式系统软件的高实时性是基本要求,因而用户必须自行选配RTOS开发平台,这样才能保证程序执行的实时性、可靠性,并减少开发时间,保障软件质量.C语言作为一种通用的高级语言,大幅度提高了嵌入式系统工程师的工作效率,使之能够充分发挥出嵌入式处理器日益提高的性能,缩短产品进入市场时间.

8.学位论文刘韶华基于DSP的嵌入式系统平台设计及RTOS应用研究2004

嵌入式系统技术是目前电子产品设计领域最为热门的技术之一.随着信息技术、网络技术和IC集成技术的高速发展,嵌入式系统的未来将向多媒体化和网络化方向发展,特别是与Internet和无线网络的结合;在智能化方面,基于知识的嵌入式系统也将是今后嵌入式技术的一个重要发展方向.它将给人们带来了随时随地享受生活快乐的便利."嵌入式系统+Internet"成为当今"后PC"时代的特征.该文以嵌入式系统网络化发展为契机,以工业控制系统中网络化改造为背景,来讨论嵌用语式系统设计的思想和方法,并且设计一种基于DSP的嵌入式系统实验平台来讨论嵌入式系统软硬件设计、网络互联技术的实现等应用问题.硬件上,采用主流的DSP芯片TMS320LF2407A为微控制器,提供工业控制系统中常用的SCI、CAN、Ethernet接口,搭建了一块实验开发板,作为硬件平台.文中分别介绍了实验板上各功能模块的硬件设计思路和方法.软件上,主要是采用公开源码的嵌入式操作系统(RTOS)、嵌入式TCP/IP协议栈进行移植和二次开发.这样在时效上有利于学习、研究嵌入式系统软件设计,而且更加适应真正的嵌入式系统产品开发.RTOS采用μC/OSⅡ,嵌入式TCP/IP协议栈采用LwIP.文中提供了μC/OSⅡ、LwIP在DSP上的移植心得,给出外设驱动程序的设计思想和方法,而且通过实例讨论了在RTOS上SCI串口通信多任务实现

,以及利用LwIP提供的API函数实现TCP协议方法.该课题的完成将为进一步讨论RTOS功能扩展、不同网络间互联,协议转换、WEB技术等应用问题提供前提保障.

9.期刊论文陆飞基于RTOS的GUI软件框架的研究-计算机工程2004,30(z1)

在对嵌入式系统GUI软件开发研究的基础上,提出了一种基于嵌入式系统RTOS上GUI的软件框架.理论上,该GUI软件框架通过采用层次化软件构件技术,提高了嵌入式系统GUI软件构件的组织管理效率;同时,该软件框架降低了GUI软件系统与RTOS的耦合性,提高了嵌入式GUI软件的可维护性、可理解性和可扩展性.最终的目标是将该GUI软件框架能应用于某个专业领域.

10.学位论文陆飞嵌入式系统可复用GUI软件框架及应用研究2005

本文在对嵌入式系统GUI软件开发研究的基础上，提出的一种基于嵌入式系统RTOS上GUI的软件框架。理论上，该GUI软件框架通过采用层次化软件构件技术, 提高了嵌入式系统GUI软件构件的组织管理效率；同时，该软件框架降低了GUI软件系统与RTOS的耦合性，提高了嵌入式GUI软件的可维护性、可理解性和可扩展性。对设计可复用的软件框架及其组成进行了研究，并分析业务应用领域需求规格的基础上,给出了软件框架的基本模型，最终的目标是将该GUI软件框架能应用于某个专业领域。

引证文献(1条)

1.何克右.周彩贞基于uClinux的文件系统裁剪技术的研究与实现[期刊论文]-武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2008(4)

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下载时间：2011年3月19日