嵌入式操作系统 VxWorks,Windows CE,Linux的优缺点!?
嵌入式系统编程
“嵌入式”是一个很大的话题，它涉及的领域相当广泛，涵盖了硬件设计与软件开发。大致来说，嵌入式系统有三个特点：嵌入性，专用性和计算性。嵌入性表示系统通常需要嵌入到其他对象系统中，小到计算器、MP3，大到导弹、航天飞机等等。因此必须满足对象系统的环境要求，如物理环境（小型）、电气环境（可靠）、成本（价廉）等要求。专用性表示系统的软硬件要有可裁剪性；满足对象要求的最小软、硬件配置等。计算性表示嵌入式系统必须是能满足对象系统控制要求的计算机系统。正是由于应用系统的环境复杂多样，嵌入式系统的软硬件种类也非常繁多。按照应用需求，处理器可能从4位到128位，内存可能从几K到几百M甚至几G不等。长久以来，提到嵌入式软件大家首先联想到的可能是慢得可怜的处理器和少得可怜的内存及外存，通常我们称此为资源受限的环境。可以预言，在现在及将来的很长一段时间内，很多嵌入式软件将继续在资源受限的环境下开发。在资源受限的环境下，代码的体积、执行的效率通常都是程序员最关注的因素。正因如此，长期以来，C语言甚至汇编语言在嵌入式领域占据了非常广阔的市场。C++语言之所以没有从一开始就在嵌入式领域遍地开花，也不是没有原因的。首先，还是由嵌入式应用种类繁多的特点决定，我们永远也不会用ISO C++在四位芯片上编程控制彩灯闪烁（当然这也不是不可以），这种工作只需要几条汇编语句就可以完成，用C++无易于“高射炮打蚊子”。更重要的一点，ISO C++标准定义了C++的语法规范，但是并没有定义其相对应的开销。现实情况是，在一些编译器的具体实现上，有一些ISO C++的语法特性会导致代码体积膨胀和执行效率的低下。这导致了一些关注嵌入式系统效率与性能的开发人员不愿意使用C++作为嵌入式软件的开发语言。
让C++为嵌入式系统服务
虽然使用C++有可能会对嵌入式软件带来额外的开销，但是这并没有影响C++在嵌入式软件中的推广，在使用C++的过程中，扬长避短，发挥C++在封装、继承等方面的优势，避开可能导致效率与性能问题的语言特性，依然可以开发出优秀的嵌入式软件。下图列出了C++语言特性及其在OOP中的重要性和实现的成本之间的关系。使用C++在资源受限的环境中编程的时候，需要对这些语言特性进行合理的均衡与取舍。
既然ISO C++中有一些语言特性有可能会导致性能和代码体积的问题，如果能对ISO C++进行改造使其适用嵌入式环境，那自然是再好不过的了（虽然这有可能会导致一些铁杆ISO C++支持者的不满）。早在上个世纪90年代，就已经成立了嵌入式C++技术委员会（Embedded C++ Technical Committee），该委员会致力于定义一套适用于嵌入式软件开发的C++语言规范。在1998年，Embedded C++规范正式出炉（我们简称之为EC++），我们可以从EC++的官方网站上查看这份规范，地址是http://www.caravan.net/ec2plus。 大致来讲，EC++是标准C++语言的一个子集，它从C++语法中剔除了一些实现复杂和会导致额外负担语法元素。例如：多重继承与虚基类、RTTI、异常处理、模版、命名空间等等。同时，在标准库方面，EC++规范也做了删减，STL和Stream等被剔除了。在EC++规范出炉之后。很多嵌入式厂商都推出了符合EC++规范的编译器，在嵌入式领域有一定的影响。
C++新的应用
近几年来，嵌入式系统领域又有了新的发展。首先，随着手机、PDA等消费性电子产品的飞速增长，嵌入式系统地市场规模在飞速的扩大，这个领域吸引了越来越多的人的眼光。其次，随着Internet的广为流行，越来越多的智能嵌入式应用场景需要互联网的支持，这也从另外一个角度推进了嵌入式系统硬件功能的增强和软件复杂性的提高。在这新一波的浪潮中，C++语言又有了新的用武之地。在嵌入式SoC设计方面，通常需要对SoC体系结构进行建模以进行体系性能的分析及软硬件联合设计。VHDL等设计语言可以实现这些功能。而在1999年OSCI组织推出的SystemC是建立在C++基础上的开放的系统级设计语言，能够对SoC体系结构进行自然和有效的描述。这样，在嵌入式芯片设计领域，C++也可以施展拳脚。随着嵌入式软件功能的不断增强，通用计算机上普遍的操作系统也逐渐出现在嵌入式系统中，成为了嵌入式操作系统。嵌入式操作系统种类繁多。在功能、性能、应用领域等都有很大的差异。因此嵌入式领域没有也不可能会像桌面计算机一样有某一款操作系统取得垄断地位。常见的嵌入式操作系统有VxWorks、嵌入式Linux、Windows CE等等。在嵌入式操作系统领域，尤其是高端消费电子产品专用的操作系统领域，C++语言大有可为之处，很多嵌入式操作系统都使用C++搭建，并且对用户以C++的形式提供引用程序编写接口。在这方面，Symbian OS是一个很好的例子，Symbian OS是由爱立信、诺基亚、摩托罗拉等共同出资开发，其目的是为智能手机提供一个操作系统平台。Symbian OS的API均以C++类的方式提供，应用开发人员可以使用C++开发基于Symbian OS的手机上的应用程序。软件巨头微软在这方面自然也不甘示弱，其推出的嵌入式操作系统Windows CE以及构建在Windows CE之上的Windows Mobile手机、PDA平台凭借其一贯的易用性在市场上占据了一席之地。而Windows CE配套的开发环境Embedded Visual C++与桌面开发使用的Visual C++在用户界面、使用习惯上都一脉相承，并且Embedded Visual C++集成了桌面开发中常用的MFC、ATL等C++库。使很多桌面应用程序开发人员可以容易的过渡到基于Windows CE的嵌入式开发平台上来。在国内方面，科泰世纪公司自主研发的和欣（Elastos）嵌入式操作系统不但完全使用C++语言构建，而且还引入了ISO C++中没有的元数据等概念，并允许使用C++语言开发自描述的构件。这样运行时Reflection、组件自描述、二进制继承等优秀的特性再也不是java/C#等语言的“专利”了。甚至在一些电子玩具上，也不乏C++的身影。BrickOS是一个运行在乐高（Lego，全球著名的玩具制造商）玩具机器人上的开源嵌入式操作系统，旨在为玩具机器人提供C/C++的编程环境。我们可以从SourceForge网站上查找BrickOS的相关信息。在BrickOS下，就可以使用C++语言编程控制机器人身上的传感器等部件，使机器人完成踢足球、赛跑等复杂的动作（学C++要从娃娃抓起）。
结论
C++语言在诞生之日起就被设计成一种通用（General Purpose）的编程语言，适用于不同的应用场景。经过二十年的发展，C++在服务器端，桌面工作站的程序编写中都有了广泛的应用。随着近年来移动设备与嵌入式系统的迅速崛起，C++在移动与嵌入式领域也有广泛的用武之地。而C++作为系统级编程语言的一些优越的语言特性，在嵌入式设备上可以更好的得以体现。可以预见，随着嵌入式产业的飞速发展及C++语言的不断完善，在嵌入式领域C++必将有更辉煌的前景。
1.VxWorks 是美国 Wind River System 公司（ 以下简称风河 公司 ，即 WRS 公司）推出的一个实时操作系统。Tornado 是WRS 公司推出的一套实时操作系统开发环境，类似Microsoft Visual C，但是提供了更丰富的调试、仿真环境和工具。
嵌入式Vxworks系统的主要应用领域主要有以下几方面： 1.数据网络：如：以太网交换机、路由器、远程接入服务器等 2.远程通讯：如：电信用的专用分组交换机和自动呼叫分配器，蜂窝电话系统等 3.医疗设备：如：放射理疗设备 4.消费电子：如：个人数字助理等 5.交通运输：如：导航系统、高速火车控制系统等 6.工业：如：机器人 7.航空航天：如：卫星跟踪系统 8.多媒体：如：电视会议设备 9.计算机外围设备：如：X终端、I/O 系统等 总之，VxWorks的系统结构是一个相当小的微内核的层次结构。内核仅提供多任务环境、进程间通信和同步功能。这些功能模块足够支持VxWorks在较高层次所提供的丰富的性能的要求。
2.Linux是一类Unix计算机操作系统的统称。Linux操作系统的内核的名字也是“Linux”。Linux操作系统也是自由软件和开放源代码发展中最著名的例子。严格来讲，Linux这个词本身只表示Linux内核，但在实际上人们已经习惯了用Linux来形容整个基于Linux内核，并且使用GNU 工程各种工具和数据库的操作系统。Linux得名于计算机业余爱好者Linus Torvalds。
Linux的应用
过去，Linux主要被用作服务器的操作系统，因为它的廉价、灵活性及Unix背景。传统上，以Linux为基础的“LAMP（Linux, Apache, MySQL, Perl/PHP/Python的组合）”技术，除了已在开发者群体中广泛流行，它亦是现时提供网站服务供应商最常使用的平台。 基于其低廉成本与高度可设置性，Linux常常被应用于嵌入式系统，例如机顶盒、移动电话及移动装置等。在移动电话上，Linux已经成为Symbian OS的主要竞争者；而在移动装置上，则成为Windows CE与Palm OS外之另一个选择。目前流行的TiVo数码摄影机使用了经过客制化后的Linux。此外，有不少硬件式的网络防火墙及路由器，例如部份LinkSys的产品，其内部都是使用Linux来驱动、并采用了操作系统提供的防火墙及路由功能。 采用Linux的超级电脑亦愈来愈多，根据2008年11月的TOP500超级电脑列表，现时世上最快速的超级电脑使用Linux作为其操作系统。而在表列的500套系统里，采用Linux为操作系统的，占了439组（即87.8%）。 2006年开始发售的SONY PlayStation 3亦可使用Linux的操作系统，它有一个能使其成为一个桌面系统的Yellow Dog Linux。之前，Sony亦曾为他们的PlayStation 2推出过一套名为PS2 Linux的DIY组件。Ubuntu自9.04版本，恢复了PPC支持（包括PlayStation 3）。 而随着OLPC的XO-1，华硕的Eee PC等低价电脑的推行，许多人乐观的认为在低端PC市场，linux的市场占有率正在快速的增长。但在Windows进入此一市场后，Linux的市占率快速下滑。现在Windows系统在所有的PC市场中，都占有绝对优势。
第一:Linux是开放源代码，遍布全球的众多Linux爱好者都是Linux开发者的强大技术支持者；Windows CE目前6.0内核全部开放，GUI不开放。
第二：Linux的内核小、效率高；Windows CE相比，占用过多的RAM。
第三Linux是开放源代码的OS，在价格上极具竞争力，适合中国国情。Windows CE需要版权费用。
第四Linux不仅支持x86芯片，还是一个跨平台的系统。更换CPU时就不会遇到更换平台的困扰。
第五，Linux内核的结构在网络方面是非常完整的，它提供了对包括十兆位、百兆位及千兆位的以太网络，还有无线网络、Token ring（令牌环）和光纤甚至卫星的支持，目前WINCE的网络功能也比较强大。
嵌入式Linux OS与Windows CE相比的弱点：
第一：LINUX开发难度较高，需要很高的技术实力，WINCE开发相对较容易，开发周期短，内核完善，主要是应用层开发。
第二：LINUX核心调试工具不全，调试不太方便，尚没有很好的用户图形界面，WINCE的GUI丰富，开发工具强大；第三，系统维护难度大。Linux占用较大的内存，如果去掉部分无用的功能来减小使用的内存，但是如果不仔细，将引起新的问题。
Linux与嵌入式 Wince的比较 Linux与 Wince在实际的嵌入式系统应用上有各自的优势，下面从九个方面对它们进行比较：
1)开源方面
Linux是开放源代码的，不在存黑箱技术，遍布全球的众多 Linux爱好者都是 Linux开发者的强大技术支持者，Linux的源代码随处可得，注释丰富，文档齐全，易于解决各种问题;而 Windows CE是非开放性OS，使第三方很难实现产品定制。
2)内核大小
Linux的内核小、效率高;而 Windows CE在这方面是笨拙的，占用过多的RAM，应用程序庞大。
3)费用方面
Linux是开放源代码的OS，在价格上极具竞争力，适合中国国情。Windows CE的版权费用是厂家不得不考虑的因素。
4)支持平台
Linux不仅支持 x86芯片，还是一个跨平台的系统。到目前为止，它可以支持20～30种CPU。
5)网络功能
Linux内核的结构在网络方面是非常完整的，它提供了对包括十兆位、百兆位及千兆位的以太网络，还有无线网络、Token ring(令牌环)和光纤甚至卫星的支持。
6)可裁剪性
Linux在内核结构的设计中考虑适应系统的可裁减性的要求，Windows CE在内核结构的设计中并未考虑适应系统的高度可裁减性的要求。
1 )开发难度 Linux开发难度较高，需要很高的技术实力。
2 )调试工具 Linux调试工具不全，调试不太方便，尚没有很好的用户图形界面。
3 )占用内存
嵌入式 Linux占用较大的内存，当然，人们可以去掉部分无用的功能来减小使用的内存，但是如果不仔细，将引起新的问题。
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法命代芳： 嵌入式操作系统(Embedded Operating System,简称:EOS)是指用于嵌入式系统的操作系统.嵌入式操作系统是一种用途广泛的系统软件,通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等.嵌入式操作系统负责嵌入式系统的全部软、硬件资源的分配、任务调度,控制、协调并发活动.它必须体现其所在系统的特征,能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能.目前在嵌入式领域广泛使用的操作系统有:嵌入式Linux、Windows Embedded、VxWorks等,以及应用在智能手机和平板电脑的Android、iOS等. 如果您还有任何问题请随时追问,同时也希望好心人给个好评,谢谢!
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法命代芳： 嵌入式操作系统EOS(Embedded OperatingSystem)是一种用途广泛的系统软件,过去它主要应用于工业控制和国防系统领域.EOS负责嵌人系统的全部软、硬件资源的分配、调度工作,控制协调并发活动;它必须体现其所在系统的特征,能够...
