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什么是嵌入式操作系統(tǒng)？

嵌入式操作系統(tǒng)是一種專用操作系統(tǒng) （OS），旨在為非計算機的設備執(zhí)行特定任務。嵌入式操作系統(tǒng)的主要工作是運行允許設備完成其工作的代碼。嵌入式操作系統(tǒng)還使在操作系統(tǒng)上運行的軟件可以訪問設備的硬件。

嵌入式操作系統(tǒng)通常在嵌入式系統(tǒng)中工作。嵌入式系統(tǒng)是支持機器的計算機。它在更大的機器中執(zhí)行一項任務。示例包括汽車中的計算機系統(tǒng)、交通信號燈、數(shù)字電視、自動取款機、飛機控制、銷售點 （POS） 終端、數(shù)碼相機、GPS 導航系統(tǒng)、電梯和智能電表。

包含嵌入式系統(tǒng)的設備網(wǎng)絡構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng) （IoT）。嵌入式系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)設備內(nèi)部執(zhí)行基本操作，例如在沒有人工交互的情況下通過網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)。

嵌入式操作系統(tǒng)如何工作？

嵌入式操作系統(tǒng)使嵌入式設備能夠在更大的系統(tǒng)中完成其工作。它與嵌入式系統(tǒng)的硬件通信以執(zhí)行特定功能。例如，電梯可能包含一個嵌入式系統(tǒng)，例如微處理器或微控制器，該系統(tǒng)可以了解乘客正在按下哪些按鈕。在該系統(tǒng)上運行的嵌入式軟件是嵌入式操作系統(tǒng)。

與通用計算機的操作系統(tǒng)相比，嵌入式操作系統(tǒng)的功能有限。根據(jù)所討論的設備，系統(tǒng)可能只運行單個嵌入式應用程序。但是，該應用程序可能對設備的運行至關(guān)重要。鑒于此，嵌入式操作系統(tǒng)必須可靠，并且能夠在內(nèi)存和處理能力受限的情況下運行。

在芯片上的Raspberry PI系統(tǒng)的情況下，SD卡充當設備的硬盤驅(qū)動器，并包含在設備上運行的代碼。SD卡是可移動的，因此可以根據(jù)需要修改其內(nèi)容。各種操作系統(tǒng)可以在樹莓派設備上運行。嵌入式操作系統(tǒng)使設備的硬件（如 USB 和 HDMI 端口）可供在操作系統(tǒng)上運行的應用程序訪問。

嵌入式操作系統(tǒng)設備示例

具有嵌入式操作系統(tǒng)的設備的一些示例包括：

自動取款機

手機

電動汽車

工業(yè)控制系統(tǒng)（ICS)

基于 Arduino 的設備

Arduino是一個帶有微控制器的開源平臺，可以處理簡單的輸入，例如溫度或壓力，并將其轉(zhuǎn)換為輸出。這些設備具有基本的嵌入式操作系統(tǒng)，其作用類似于引導加載程序和命令解釋器?；?Arduino 的設備的一個示例是遙控汽車。Arduino從汽車控制器讀取輸入，并將輸出信息和命令發(fā)送到其他組件，例如制動器。

嵌入式操作系統(tǒng)的常見用途

嵌入式操作系統(tǒng)有多種用途，包括：

自動取款機。ATM具有基本的操作系統(tǒng)，使機器能夠讀取用戶的借記卡和個人識別號碼輸入，并執(zhí)行銀行帳戶功能，如提款或檢查余額。操作系統(tǒng)除了對用戶輸入做出反應并與 ATM 硬件通信外，幾乎沒有其他操作。

手機。手機需要像Android或iOS這樣的操作系統(tǒng)來啟動手機，并使應用程序能夠與其他手機硬件進行通信。

電動汽車。微控制器托管嵌入式操作系統(tǒng)，用于處理制動或壓力傳感等功能。例如，前保險杠上的一定壓力可能會導致安全氣囊熄滅。這種類型的函數(shù)稱為反應式操作，因為它對輸入做出反應。

工業(yè)控制系統(tǒng)。傳感器用于工業(yè)控制系統(tǒng)，以測量工廠狀況，并在發(fā)生危險時發(fā)出警報。傳感器包含一個嵌入式操作系統(tǒng)，使它們能夠執(zhí)行這些任務。

紅綠燈。嵌入式操作系統(tǒng)使交通信號燈能夠以編程的間隔循環(huán)切換不同的信號。

基本輸入/輸出系統(tǒng)。在某些情況下，BIOS可被視為嵌入式操作系統(tǒng)，因為它是使臺式計算機更復雜的操作系統(tǒng)能夠與計算機硬件交互的固件。

嵌入式操作系統(tǒng)的類型

嵌入式操作系統(tǒng)是為他們將執(zhí)行的任務而設計的。各種類型的操作系統(tǒng)包括：

多任務操作系統(tǒng)。多任務操作系統(tǒng)可以一次執(zhí)行多個任務。它使用作業(yè)計劃來執(zhí)行基本任務。例如，手機操作系統(tǒng)在多個任務之間分配 CPU 資源。

實時操作系統(tǒng)。實時操作系統(tǒng)設計為反應式。它在收到輸入時處理輸入，并在特定時間范圍內(nèi)做出響應。如果響應時間超出指定的時間段，系統(tǒng)可能會出現(xiàn)故障。實時操作系統(tǒng)有時使用速率單調(diào)調(diào)度，為任務分配優(yōu)先級。

單回路控制系統(tǒng)。這種類型的嵌入式操作系統(tǒng)對單個變量進行控制。一個例子是智能家居中的溫度控制。智能恒溫器測量房屋內(nèi)的溫度，如果超過用戶設定的限制，則關(guān)閉熱量。

嵌入式與非嵌入式操作系統(tǒng)：有什么區(qū)別？