嵌入式Linux操作系统简介
主流嵌入式操作系统介绍
主流嵌入式操作系统介绍嵌入式操作系统，又称为嵌入式操作平台，是针对特定应用领域和硬件平台所设计和优化的操作系统。
它主要用于控制、管理和运行嵌入式设备，如智能手机、家用电器、汽车控制系统等。
本文将介绍几种主流的嵌入式操作系统。
一、嵌入式Linux嵌入式Linux是指将Linux操作系统适配嵌入式设备的一种形式，它保留了Linux操作系统的优点，如开源、稳定、成熟的生态系统等。
嵌入式Linux具有丰富的设备驱动、多任务管理能力和良好的可扩展性，可以在各种硬件平台上运行。
在嵌入式Linux中，通常使用的是裁剪版的Linux内核，该内核只保留了必要的功能和驱动程序，以节省存储空间和资源，并提高嵌入式设备的运行效率。
嵌入式Linux还提供了适用于嵌入式设备的工具链和库文件，方便开发人员进行应用程序的开发和调试。
二、嵌入式Windows嵌入式Windows是指将微软的Windows操作系统适配嵌入式设备的一种形式。
与桌面版的Windows相比，嵌入式Windows通常经过了裁剪和优化，以适应嵌入式设备的资源限制和实时性要求。
嵌入式Windows具有直观易用的界面和丰富的应用生态系统，开发人员可以使用熟悉的开发工具和编程语言进行应用程序的开发。
嵌入式Windows还提供了强大的多媒体处理能力和网络连接功能，适用于需要图形界面和复杂功能的嵌入式设备。
三、嵌入式Android嵌入式Android是指将谷歌的Android操作系统适配嵌入式设备的一种形式。
嵌入式Android基于Linux内核，具有开源性和稳定性的特点，同时融合了丰富的应用生态系统和用户界面设计。
嵌入式Android支持多任务管理、开放式应用程序架构和丰富的应用程序开发接口，方便开发人员进行自定义应用的开发。
嵌入式Android还支持网络连接和云服务，适用于需要与互联网进行交互的嵌入式设备。
四、实时操作系统实时操作系统（RTOS）是一种专门设计用于实时应用的嵌入式操作系统。
嵌入式linux操作系统原理与应用
嵌入式Linux操作系统是一种针对嵌入式设备设计和优化的Linux操作系统。
它在嵌入式系统中发挥着关键作用，为嵌入式设备提供了丰富的功能和灵活性。
以下是嵌入式Linux操作系统的原理和应用方面的概述：嵌入式Linux操作系统原理：内核：嵌入式Linux操作系统的核心是Linux内核，它提供了操作系统的基本功能，包括处理器管理、内存管理、设备驱动程序、文件系统和网络协议栈等。
裁剪：为了适应嵌入式设备的资源限制，嵌入式Linux操作系统通常经过裁剪和优化，只选择必要的功能和驱动程序，以减小内存占用和存储空间，并提高性能和响应速度。
交叉编译：由于嵌入式设备通常具有不同的硬件架构和处理器，所以嵌入式Linux操作系统需要通过交叉编译来生成适用于目标设备的可执行文件和库。
设备驱动：嵌入式Linux操作系统需要适配各种硬件设备，因此需要编写和集成相应的设备驱动程序，以使操作系统能够正确地与硬件进行通信和交互。
嵌入式Linux操作系统应用：嵌入式设备：嵌入式Linux操作系统广泛应用于各种嵌入式设备，如智能手机、平板电脑、家用电器、工业控制系统、车载设备等。
物联网（IoT）：随着物联网的快速发展，嵌入式Linux操作系统被广泛应用于连接的嵌入式设备，用于数据采集、通信、远程控制和智能化管理。
嵌入式开发板：嵌入式Linux操作系统在开发板上提供了丰富的开发环境和工具链，用于嵌入式软件开发和调试。
自定义嵌入式系统：开发者可以基于嵌入式Linux操作系统构建自定义的嵌入式系统，根据特定需求进行定制和开发，实现各种功能和应用。
嵌入式Linux操作系统的原理和应用非常广泛，它为嵌入式设备提供了灵活性、可定制性和强大的功能支持，使得开发者能够构建高度定制化和功能丰富的嵌入式系统。
嵌入式课件之——第6章_Linux操作系统基础
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Linux操作系统基础 第6章 Linux操作系统基础
主要内容
1 Linux操作系统概述 操作系统概述 内核的结构 2 Linux内核的结构
3
Linux设备管理 设备管理
4
Linux的使用 的使用
13
Linux设备管理 6.3 Linux设备管理
Linux操作系统基础 第6章 Linux操作系统基础
4
Linux操作系统基础 第6章 Linux操作系统基础
主要内容
1 Linux操作系统概述 操作系统概述 内核的结构 2 Linux内核的结构
3
Linux设备管理 设备管理
4
Linux的使用 的使用
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Linux内核的结构 6.2 Linux内核的结构
Linux操作系统基础 第6章 Linux操作系统基础
操作系统内核的结构模式可分为两种: 操作系统内核的结构模式可分为两种: 整体式的单内核模式 单内核也叫集中式操作系统. 单内核也叫集中式操作系统.以提高系统执行效率为设 计理念, 缺点是系统升级比较困难. 计理念, 缺点是系统升级比较困难. 层次式的微内核模式 微内核是指把操作系统结构中的内存管理,设备管理, 微内核是指把操作系统结构中的内存管理,设备管理,文 件系统等高级服务功能尽可能地从内核中分离出来, 件系统等高级服务功能尽可能地从内核中分离出来,变成 几个独立的非内核模块, 几个独立的非内核模块,而在内核中只保留少量最基本的 功能,使内核变得简洁可靠. 功能,使内核变得简洁可靠. Linux采用的是单内核模式, Linux内核主要由五个 采用的是单内核模式, 采用的是单内核模式 内核主要由五个 子系统组成:进程调度,内存管理,虚拟文件系统, 子系统组成:进程调度,内存管理,虚拟文件系统,网 络接口,进程间通信. 络接口,进程间通信.
3、嵌入式操作系统介绍
——ARM与C/OS-Ⅱ
北京航空航天大学 智能嵌入式技术工作室
王田苗 魏洪兴
1
第四讲、嵌入式实时操作系统分析
一、操作系统概述 二、嵌入式实时操作系统C/OS 三、嵌入式Linux简介 四、WinCE
2
一、操作系统的发展
串行处理 简单批处理系统——IBMSYS 多通道程序批处理系统 分时操作系统 实时操作系统
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任务控制块结构
Struct os_tcb {
OS_STK *OSTCBStkPtr;
struct os_tcb *OSTCBNext; struct os_tcb *OSTCBprev;
事件控制块的指针
OS_EVENT *OSTCBEventPtr;
void
*OSTCBMsg;
INT16U OSTCBDly; INT8U OSTCBStat;
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µC/OS-II提供的系统服务
信号量 带互斥机制的信号量
减少优先级倒置的问题 事件标志 消息信箱 消息队列 内存管理 时钟管理 任务管理
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µC/GUI and µC/FS
µC/GUI 嵌入式的用户界面 用ANSI C书写 支持任何8, 16, 32-bits CPU 彩色，灰、度，等级或黑白显示 代码尺寸小
3
批处理操作系统
工作方式： 用户将作业交给系统操作员 系统操作员将许多用户的作业组成一批作业 之后输入到计算机中，在系统中形成一个自动转接
的连续的作业流 启动操作系统 系统自动、依次执行每个作业 最后由操作员将作业结果交给用户
4
分时操作系统
工作方式:
一台主机连接了若干个终端 每个终端有一个用户在使用 交互式的向系统提出命令请求 系统接受每个用户的命令 采用时间片轮转方式处理服务请求 并通过交互方式在终端上向用户显示结果 用户根据上步结果发出下道命令
《嵌入式Linux开发》课件
交叉编译工具链的安装
指导如何安装适用于目标板的交叉编译工具 链。
测试交叉编译环境
提供一种简单的方法来测试交叉编译环境是 否设置成功。
目标板与宿主机的连接方式
串口通信
介绍如何通过串口连接目标板和宿主机 ，以及串口通信的配置和常用命令。
USB连接
介绍如何通过USB连接目标板和宿主 机，以及USB通信的配置和常用命令
02
03
嵌入式系统
是一种专用的计算机系统 ，主要用于控制、监视或 帮助操作机器与设备。
特点
具有实时性、硬件可裁剪 、软件可定制、低功耗、 高可靠性等特点。
应用
汽车电子、智能家居、医 疗设备、工业自动化等领 域。
Linux作为嵌入式操作系统的优势
开源
Linux是开源的，可以免费使用和定制，降 低了开发成本。
路由与交换
介绍路由器和交换机的原理及在网 络中的作用。
03
02
IP地址
解释IP地址的分类、寻址方式以及子 网掩码的作用。
网络安全
简述常见的网络安全威胁和防范措 施。
04
TCP/IP协议栈简介
TCP/IP协议栈结构
详细描述TCP/IP协议栈的层次结构，包括应 用层、传输层、网络层和链路层。
IP协议
解释IP协议的核心功能，如地址解析、路由 选择等。
调试工具
介绍常用的调试工具，如gdbserver和gdb等，并说明如何使用这些 工具进行远程调试。
调试过程
详细描述调试过程，包括启动调试会话、设置断点、单步执行代码等 操作。
调试技巧与注意事项
提供调试过程中的一些技巧和注意事项，以提高调试效率和准确性。
03
嵌入式Linux系统开发基础
嵌入式Linux系统中图片解码和显示的核心原理解析
嵌入式Linux系统中图片解码和显示的核心原理解析嵌入式系统是一种集成了计算机硬件和软件的特殊计算机系统，其在各个领域中得到广泛应用。
而在许多嵌入式系统中，图片的解码和显示是其中一个重要的功能。
本文将对嵌入式Linux系统中图片解码和显示的核心原理进行解析。
一、嵌入式Linux系统简介嵌入式Linux系统，顾名思义，是运行在嵌入式设备上的Linux操作系统。
相对于传统的桌面操作系统，嵌入式Linux系统在硬件设备上提供更多的自由度和定制化能力。
嵌入式系统通常具有占用资源小、启动速度快、功耗低等特点，因此在物联网、智能家居、车载娱乐等领域有着广泛应用。
二、图片解码的原理分析在嵌入式Linux系统中，图片解码是将图片文件转换成可供显示的图像数据的过程。
图片解码的原理取决于所使用的图片格式。
常见的图片格式有JPEG、PNG、BMP等，不同的格式对应着不同的解码方式，下面以JPEG格式为例进行说明。
JPEG格式图片解码的核心原理是离散余弦变换（Discrete Cosine Transform，DCT）。
具体解码过程如下：1. 读取JPEG文件头部信息，包括图像尺寸、色彩模式等参数。
2. 解析JPEG文件，获取压缩后的数据。
3. 进行逆量化操作，恢复压缩前的DCT系数。
4. 进行逆DCT变换，得到原始图像的亮度和色度数据。
5. 根据色彩模式，将亮度和色度数据合并，得到完整的RGB图像数据。
三、图片显示的原理分析在嵌入式Linux系统中，图片的显示是将解码后的图像数据通过硬件接口输出到外部显示设备的过程。
常见的显示设备有液晶显示屏、投影仪等，而不同的显示设备对应着不同的显示接口，例如RGB接口、HDMI接口等。
图片显示的核心原理主要包括以下几个步骤：1. 将解码后的图像数据转换为显示设备支持的色彩格式。
例如，将RGB图像数据转换为显示设备所需的YUV格式。
2. 设置显示设备的相关参数，如分辨率、色彩模式等。
6.1 嵌入式linux操作系统的组成与版本
台使它仍然能按其自身的方式运行的能力。
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嵌入式Linux优势
Linux的费用低； Linux的所有部分可以充分地定制 ； Linux可以运行在低档，便宜的硬件平台； Linux的功能是强大的； Linux对源代码质量有一个高标准； Linux内核非常小，而且紧凑； Linux有很好的支持； Linux有很多合适的工具；
进程控制快 ；
独立的存储空间 ；
pid_t fork(void)函数：生成进程。
void main() { for(;;) fork(); }
Exit()：退出进程。
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进程与线程
进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集 合上的一次运行活动,进程是系统进行资源分配和 调度的一个独立单位. 线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本 单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位. 线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运 行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器 和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共 享进程所拥有的全部资源. 一个线程可以创建和 撤销另一个线程;同一个进程中的多个线程之间可 以并发执行 需要注意的是：在应用程序中使用多线程不会增 加 CPU 的数据处理能力。
只要安装它们的驱动程序，任何用户都可以象使用文 件一样，操纵、使用这些设备，而不必知道它们的具 体存在形式。
丰富的网络功能
完善的内置网络是Linux的一大特点。
可靠的系统安全
Linux采取了许多安全技术措施，包括对读、写进行
权限控制、带保护的子系统、审计跟踪、核心授权等。
良好的可移植性
如何选择Linux的版本
入门必备嵌入式Linux带你掌握物联网技术
入门必备嵌入式Linux带你掌握物联网技术嵌入式Linux是指将Linux操作系统应用于嵌入式设备中的一种技术。
在物联网技术的发展背景下，嵌入式Linux作为物联网设备的主流操作系统之一，成为了制作物联网设备的重要工具之一。
本文将介绍入门必备嵌入式Linux的相关知识，从初步认识嵌入式系统和Linux，到嵌入式Linux的安装和应用开发，带领读者逐步掌握物联网技术。
一、嵌入式系统和Linux的初步认识嵌入式系统是一种特定用途的计算设备，通常用于控制、监测和数据处理等嵌入式应用。
Linux作为一种开源操作系统，具有开放性、稳定性和强大的资源管理能力，逐渐成为嵌入式系统的首选。
文章将从基本概念开始，介绍嵌入式系统和Linux的相关知识，包括嵌入式系统的特点、Linux操作系统的历史和特点等。
二、安装嵌入式Linux针对入门用户，文章将介绍如何安装嵌入式Linux，包括选择适合的开发板、准备所需的软硬件环境、下载和编译内核、设置启动选项等。
同时，文章将提供常见的嵌入式Linux发行版供读者选择，并根据不同的开发板，给出相应的安装指导。
三、嵌入式Linux应用开发为了帮助读者进一步掌握物联网技术，本文将介绍嵌入式Linux应用开发的基本步骤和方法。
涵盖了应用程序开发工具链的搭建、交叉编译环境的配置以及常见的应用开发技术，如传感器数据采集、通信协议实现和远程控制等。
四、物联网技术与嵌入式Linux物联网技术是信息技术与现实物理世界相结合的一种新兴技术。
在这一部分，文章将介绍物联网技术与嵌入式Linux的关系和应用场景。
通过实际案例，展示了嵌入式Linux在智能家居、智能工厂和智能交通等领域的应用，帮助读者更好地理解物联网技术与嵌入式Linux之间的联系。
五、总结与展望最后，文章将对入门必备嵌入式Linux以及物联网技术进行总结，并展望未来的发展趋势。
同时，提供进一步学习的途径和资源，帮助读者在嵌入式Linux和物联网技术方面深入学习和实践。
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主要内容
Linux概述
Linux文件系统 嵌入式Linux操作系统概述
嵌入式Linux开发流程
嵌入式Linux应用程序开发 流程
6.1 Linux概述
6.1.1 什么是Linux？
Linux最初是专门为基于Intel处理器的个人 计算机而设计的。 Linux 的前身指的是由 Linus Torvald维护开发的开放源代码的类Unix操作系 统的内核。 目前大多数人用它来表示以 Linux 内核为基 础的整个操作系统。从这种意义讲，Linux指的 是源码开放，包含内核和系统工具、完整的开 发环境和应用的类Unix操作系统。 同时，Linux遵循GNU (GNU’s Not Unix) 的 通 用 公 共 许 可 证 GP
Red Hat Linux的优势
Red Hat Linux是最成熟也是目前最流 行的一种Linux发布版本，无论在销售 还是装机容量上都居榜首。 Red Hat Linux可运行在多种硬件平台 上。 市场上有大量的文章是针对Red Hat Linux来介绍的，同时其 站点包含有大 量文档，如Users’ Guide、FAQ等。
什么是Linux？
Linux之所以受到广大计算机爱好者的喜 爱主要原因： 一是它属于自由软件，用户不用支付任何 费用就可以获得它和它的源代码，并且 可以根据自己的需要对它进行必要的修 改和无约束地继续传播。 另一个原因是，它具有Unix的全部功能， 任何使用Unix操作系统或想要学习 Unix 操作系统的人都可以从Linux中获益。
提供了丰富的网络功能：完善的内置网络是Linux一
大特点。
可靠的安全系统：Linux采取了许多安全技术措施，
包括对读、写控制、带保护的子系统、审计跟踪、核心授权 等，这为网络多用户环境中的用户提供了必要的安全保障。 到另一个平台使它仍然能按其自身的方式运行的能力。 Linux是一种可移植的操作系统，能够在从微型计算机到大 型计算机的任何环境中和任何平台上运行。
良好的可移植性：是指将操作系统从一个平台转移
6.1.3 LINUX的组成
LINUX的内核：内核是系统的核心，是运行程序和管
理 像磁盘和打印机等硬件设备的核心程序。
LINUX SHELL: Shell是系统的用户界面，它是一个
命令解释器，它解释用户输入的命令，并且把它们送到内核。 提供了用户与内核进行交互操作的一种接口。
6.1.5 Linux的发布版本
虽然Linux只有一个标准化的版本，但有好 多个不同的发布版本。Linux的发布版本就 是将Linux核心与应用软件打包。 红旗Linux 冲浪Linux 中软Linux Red Hat Linux Mandrake Linux Debain Linux TurboLinux
导论
在大型嵌入式应用系统中，为了使嵌入式开发更 加方便、快捷，需要具备一种稳定、安全的软件 模块集合，用以管理存储器分配、中断处理、任 务间通信和定时器响应，以及提供多任务处理等， 这就是嵌入式操作系统。
Linux本身所具备的源码开放、内核可裁减等种 种特性使其成为嵌入式开发的首选。在进入市场 的前两年中，嵌入式Linux的设计通过广泛应用而 获得了巨大成功。随着嵌入式Linux技术的成熟， 定制需要的尺寸更加方便，同时支持更多的平台。
6.1.4 Linux的内核版本
Linux内核采用双树结构。一棵树是稳定树，主要 用于发行；另一棵树是非稳定树或开发树，用于 产品开发、改进。 源代码版本序号的形式为x.yy.zz，其中x为主版本 号，代表较大改动；yy为次版本号，表示功能性 的改动；zz为末版本号，表示BUG的改动。其中 x介于0到9之间，yy和zz则介于0到99之间。 对于稳定树来说，yy是偶数；对于开发树来说， yy是比相应稳定树大1的奇数。例2.4.20-8为稳定 内核版本。
用户界面和系统调用。Linux还为用户提供了图形用户界面。 它利用鼠标、菜单、窗口、滚动条等设施，给用户呈现一个 直观、易操作、交互性强的友好的图形化界面。
Linux的主要特点
设备独立性：是指操作系统把所有外部设备统一当作成文件
来看待，只要安装它们的驱动程序，任何用户都可以象使用文件一样， 操纵、使用这些设备，而不必知道它们的具体存在形式。 Linux是 具有设备独立性的操作系统，它的内核具有高度适应能力
LINUX文件系统: Linux文件系统是文件存放在磁盘等
存储设备上的组织方法。Linux能支持多种目前许多的文件系 统，如EXT2、EXT3、FAT、VFAT、ISO9660、NFS、SMB 等。
LINUX应用系统：标准的Linux系统都有一整套
称为应用程序的程序集，包括文本编辑器、编程语言、 X Window、办公套件、Internet工具、数据库等。
什么是自由软件？
自由软件最早由美国麻省理工学院MIT的Richard
Stallman提出。自1984年起，在MIT的支持下， Richard创建了自由软件基金会FSF(Free Software Foundation)。 FSF的主要项目是GNU，它的目标是建立可自由 发布和可移植的类Unix操作系统。同时，Richard创 作了通用公共许可证GPL作为GNU的版权声明。 GPL也叫Copyleft，这与我们平常所说的Copyright 截然相反。任何人只要遵循GPL，就可以对Linux内 核加以修改并发布给他人使用。
6.1.2 Linux的主要特点
开放性：指系统遵循世界标准规范，特别是遵循开放系 统互连（OSI）国际标准。 多用户：是指系统资源可以被不同用户使用，每个用户
对自己的资源（例如：文件、设备）有特定的权限，互不影 响。
多任务：它是指计算机同时执行多个程序，而且各个程 序的运行互相独立。 良好的用户界面 ：Linux向用户提供了两种界面：