關于嵌入式Linux操作系統的探討

季紅芳

摘 要：對于操作系統而言，目前嵌入形式的Linux系統應用十分廣泛，受到眾多用戶的青睞。在我國，對該系統的應用更是滲入到許多領域之中，而且獲得了很好的效果。伴隨科學技術的不斷發展、經濟全球化的影響和硬件設備的不斷完善，嵌入形式的操作系統也在越來越多的領域中被應用，其功能也日益復雜化，原來的控制程序新增了許多功能，且操作系統為其提供了大部分的功能。

關鍵詞：嵌入式 Linux系統 系統分析

中圖分類號：TP316 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）11（b）-0101-02

伴隨我國科學技術的不斷發展，大部分以硬件系統為基礎的軟件開發以及相關項目的研發也隨之不斷更新，在相關技術平臺方面及操作系統方面也日益復雜化，具有的功能也日益完善。以嵌入形式的Linux系統為基礎的相關軟件開發也發生很大的變化，不停地進行優化以及對其進行整合，目前在我國已取得不錯的成效。利用該系統可以進行比較復雜、龐大的桌面計算，確保許多產業系統進行正常運行。

1 嵌入形式的Linux系統具有的主要特點

1.1 開放性

開放性不僅是嵌入形式的Linux系統的基礎，也是其前提條件，這也表明此系統可以融合許多交叉系統，對系統進行整體運行，使許多系統之間相互兼容。

1.2 穩定性

對于嵌入形式的Linux系統而言，不僅在兼容性方面要強，還必須具有很好的穩定性，如此才有助于保持其性能優勢。對于很多以該系統為基礎的運行程序而言，其在同一時間需執行許多任務，如此便要求各個程序在進行運行的過程中保持相對的獨立性。這些以嵌入形式Linux系統為基礎的軟件程序在實際應用中不斷完善，以期可以在現今行業采用的系統中進行運行。

1.3 網絡功能強大性

在Linux這個操作系統之中網絡部分尤為突出，該系統幾乎包括了所有的網絡協議和所有的網絡接口。相比標準類型的U-NIX系統，Linux系統具有的內核在處理各種網絡協議的時候更有效率，對網絡進行吞吐方面的性能也極佳。其中，Linux系統最大的優點便是其操作方面的自由性，開放性質的源代碼為用戶提供了自由的空間。豐富的軟件資源也是Linux系統的一大優點，幾乎包含了所有的通用程序。由此可見，嵌入形式的Linux系統在未來的發展前景一片光明，必將成為因特網時代的主流系統。

1.4 開放形式的源代碼，豐富的軟件資源

由于Linux系統的源代碼具有開放性，因而用戶操作起來更加自由，因為對于嵌入形式的各種系統而言，相互之間的差別很大，在具體應用的時候要結合實際情況對其做出修改或者對其進行優化，所以源代碼在此時便顯得尤為重要。對于Linux系統而言，其軟件類型多種多樣，基本上囊括了所有的通用程序，此外還在不斷地進行擴充。要想在Linux系統中對嵌入形式的應用軟件進行開發通常只需在系統中找到相類似的軟件，以其為模板再次進行開發即可，十分方便。

1.5 強大的開發工具

對嵌入形式相關系統進行開發，其重點在于配備有效的開發工具以及調試工具。傳統類型的此類工具主要為在線模式的仿真器，這種仿真器主要利用微處理器進行模擬仿真，使得開發人員可以清晰地看到目標板上面那些程序的工作情況，方便開發者對程序進行監控以及相關調試。然而這種在線形式的仿真器十分貴，并且使用范圍也比較局限，僅適合最底層的軟件調試，然而對于嵌入形式的Linux系統而言，只要所使用的軟件或硬件可以符合串口具有的功能，那么離開在線模式的仿真器同樣也能夠對其開發以及做出調試，進而降低了開發成本。嵌入形式的Linux系統具有的工具鏈十分完整、全面，無論是操作系統，還是應用軟件都可以十分便利地對其進行調試。

2 嵌入形式Linux系統的具體實現過程

所謂嵌入形式的Linux系統即按照操作系統所提出的各種需求，不斷進行更新、不斷進行修改其代碼而最終所得的。對于Linux而言，普通類型和嵌入類型的最大區別在于其內核方面，嵌入式的內核主要是目標平臺為對象所專門做出的修改和進行的有針對性的設計。要實現此系統主要有以下幾步：第一步為bootloader固件方面。所謂固件即基于硬件ROM或者Flash進行運行的相關程序，這些程序與主程序進行配合來執行各種任務。其在ROM之中的主要任務便是負責啟動其中的嵌入形式的程序。假如cpu對其支持，在開發的時候也可直接在RAM中進行存儲，以此方便運行。在設計bootloader的時候應結合硬件的特性。第二步為內存管理方面。所謂內存管理，其具有的功能便是對內存頁面進行釋放申請和相關地址映射。假如不存在操作系統，便需嵌入形式的相關程序進行負責。也就是說，各程序要對自己的內存空間進行管理，利用嵌入形式的操作系統能夠保證開發者進行編程的時候內存之間互不干擾，使程序可以安全運行。如，靜態方式雖然可以保證不發生內存越界的情況，但是會對內存資源造成浪費，而嵌入形式的系統不僅便于統一管理，而且保障程序運行的穩定性和安全性。第三步為任務管理方面。通過嵌入形式的系統可以同時調度多個任務。對于通用系統而言，其在調度的時候主要采用進程形式或者線程形式，而且在進行統籌的時候不可以對調度形式進行更改。而對于嵌入形式的系統而言，其在設計的時候從任務出發，任務自身便可以對系統下達命令，要求其提供相符合的調度形式。第四步為應用程序相關顯示方面。由于嵌入形式的Linux操作系統要求顯示屏可對數據信息進行顯示，所以要求其必須具備中文顯示方面和中文處理方面的功能。然而，現今Linux系統在此方面還有所欠缺，對于許多應用程序而言，其中文化功能還只是停留在應用層面上。因為嵌入形式的相關設備在存儲方面和處理方面都比較薄弱，所以要提高其中文讀寫方面的能力，就必須將中文支持融入其內核設計之中。第五步為存儲設計方面。要對嵌入形式系統進行設計需從網絡控制方面和網絡監測方面出發，加強設備在監控方面、采集方面和維護方面的功能，定期對設備進行維護以及相關調整。利用嵌入形式設備，就算系統發生故障也不會丟失數據。由于嵌入形式的操作系統要求存儲設備體積不宜過大，所以一般采用閃存設備。

3 嵌入形式Linux系統具有的功能

針對嵌入形式的Linux系統所具有的功能進行探析，應從實際產業出發，將其具體的環節作為基礎對此系統進行分析，以此體現出Linux系統在實際應用方面的相關性能，使其真正在社會實際生產中發揮作用。用于通信管理方面的硬件平臺主要包括嵌入形式的微機部分和存儲硬件部分，主要采用組件管理方面的技術來建立該平臺的相關系統軟件。在對此平臺進行構建的時候，是以嵌入形式的Linux系統中的基本模塊作為組件的，而對于管理而言，其各層系統具有流動性，包括監控程序部分及通信契約部分。當系統進行運行的時候，不但要確保操作系統中每一個環節可以很好地銜接，還必須確保整個系統可以安全、穩定地運行。

4 結語

綜上所述，對于嵌入形式Linux這種操作系統進行的種種探究，對于此系統在實際應用方面具有重要的現實意義，不僅為其應用提供參考性建議，還可以使其性能更加優越。

參考文獻

[1] 孫新賀，王曉輝，于月森.一種嵌入式Linux操作系統的構建方法[J].工業控制計算機，2011，24（1）：69-71.

[2] 王惠玲.嵌入式Linux操作系統實時性的研究[J].湖北廣播電視大學學報，2011，31（5）：157-158.