· PALM OS
Palm是3Corn公司的產品,其操作系統爲Palm OS。Palm OS是一種32位的嵌入式操作系統。Palm提供了串行通信接口和紅外線傳輸接口;利用它可以方便地與其它外部設備通信、傳輸數據;擁有開放的OS應用程序接口,開發商可根據需要自行開發所需的應用程序。Palm OS是一套具有極強開放性的系統,現在有大約數千種專門爲Palm OS編寫的應用程序,從程序內容上看,小到個人管理、遊戲,大到行業解決方案,Palm OS無所不包。在豐富的軟件支持下,基幹Palm OS的掌上電腦功能得以不斷擴展。
Palm OS是一套專門爲掌上電腦開發的OS。在編寫程序時,Palm OS充分考慮了掌上電腦內存相對較小的情況,因此它只佔有非常小的內存。由於基幹Palm OS編寫的應用程序佔用的空間也非常小(通常只有幾十KB),所以,基於Palm OS的掌上電腦(雖然只有幾MB的RAM)可以運行衆多應用程序。
由於Palm產品的最大特點是使用簡便、機體輕巧;因此決定了Palm OS應具有以下特點。
(1)操作系統的節能功能。由於掌上電腦要求使用電源儘可能小,因此在Palm OS的應用程序中,如果沒有事件運行,則系統設備進人半休眠(doze)的狀態;如果應用程序停止活動一段時間,則系統自動進人休眠(sleep)狀態。
(2)合理的內存管理。Palm的存儲器全部是可讀寫的快速RAM,動態RAM(Dynamic RAM)類似於PC機上的RAM,它爲全局變量和其它不需永久保存的數據提供臨時的存儲空間;存儲RAM(Storage RAM) 類似於PC機上的硬盤,可以永久保存應用程序和數據。
(3)Palm OS的數據是以數據庫(database)的格式來存儲的。數據庫是由一組記錄(records)和一些數據庫頭信息組成的。爲保證程序處理速度和存儲器空間,在處理數據的時候,Palm OS不是把數據從存儲堆(Storage Heap)拷貝到動態堆(Dynamic Heap)後再進行處理,而是在存儲堆中直接處理。爲避免錯誤地調用存儲器地址,Palm OS規定,這一切都必須調用其內存管理器裏的API來實現。
Palm OS與同步軟件(Hotsync)結合可以使掌上電腦與PC機上的信息實現同步,把臺式機的功能擴展到了掌上電腦。Palm應用範圍相當廣泛,如:聯絡及工作表管理、電子郵件及互聯網通信。
銷售人員及組別自動化等等。Palm外圍硬件也十分豐富,有數碼相機、GPS接收器、調制解調器、GSM無線電話、數碼音頻播放設備、便攜鍵盤、語言記錄器、條碼掃描、無線尋呼接收器、探測儀。
其中Palm與GPS結合的應用,不但可以作導航定位,還可以結合GPS作氣候的監測、地名調查等。
· Windows CE
WINDOWS CE是微軟開發的一個開放的、可升級的32位嵌入式操作系統,是基於掌上型電腦類的電子設備操作系統。它是精簡的Windows 95。Windows CE的圖形用戶界面相當出色。其中CE中的C代表袖珍(Compact)、消費(Consumer)、通信能力(Connectivit)和伴侶(Companion);E代表電子產品(Electronics)。與 Windows 95/98、Windows NT不同的是,Windows CE是所有源代碼全部由微軟自行開發的嵌入式新型操作系統,其操作界面雖來源於Windows 95/98,但Windows CE是基於Win32 API重新開發的、新型的信息設備平臺。Windows CE具有模塊化、結構化和基幹Win32應用程序接日以及與處理器無關等特點。Windows CE不僅繼承了傳統的Windows圖形界面,並且在Windows CE平臺上可以使用Windows 95/98上的編程工具(如 Visual Basic、Visual+十等)、使用同樣的函數、使用同樣的界面風格,使絕大多數的應用軟件只需簡單的修改和移植就可以在WindowsCE平臺上繼續使用。
Windows CE的設計目標是:模塊化及可伸縮性、實時性能好,通信能力強大,支持多種CPU。它的設計可以滿足多種設備的需要,這些設備包括了工業控制器、通信集線器以及銷售終端之類的企業設備,還有像照相機、電話和家用娛樂器材之類的消費產品。一個典型的基於Willd。WS CE的嵌人系統通常爲某個特定用途而設計,並在不聯機的情況下工作。它要求所使用的操作系統體積較小,內建有對中斷響應功能。
WINDOWS CE的特點有:
(1)具有靈活的電源管理功能,包括睡眠/喚醒摸式。
(2)使用了對象存儲(object store)技術,包括文件系統、註冊表及數據庫。它還具有很多高性能。
高效率的操作系統特性,包括按需換頁、共享存儲、交叉處理同步、支持大容量堆(heaP)等。
(3)擁有良好的通信能力。廣泛支持各種通信硬件,亦支持直接的局域網連接以及撥號連接,並提供與PC、內部網以及Internet的連接,還提供與Windows gx/NT的最佳集成和通信。
(4)支持嵌套中斷。允許更高優先級別的中斷首先得到響應,而不是等待低級別的ISR完成。這使得該操作系統具有嵌入式操作系統所要求的實時性。
(5)更好的線程響應能力。對高級別IST(中斷服務線程)的響應時間上限的要求更加嚴格,在線程響應能力方面的改進,幫助開發人員掌握線程轉換的具體時間,並通過增強的監控能力和對硬件的控制能力幫助他們創建新的嵌入式應用程序。
(6)256個優先級別。可以使開發人員在控制嵌人式系統的時序安排方面有更大的靈活性。
(7)Windows CE的API是Win32 API的一個子集,支持近1500個Win32 API。有了這些API,足可以編寫任何複雜的應用程序。當然,在Windows CE系統中,所提供的API也可以隨具體應用的需求而定。
在掌上型電腦中Windows CE包含如下一些重要組件:Pocket Outlook及其組件、語音錄音機、移動頻道、遠程撥號訪問、世界時鐘、計算器、多種輸入法、GBK字符集、中文TTF字庫、英漢雙向詞典、袖珍測覽器、電子郵件、Pocket Office、系統設置、Windows CE Services軟件。
· Linux
Linux是一個類似於Unix的操作系統。它起源於芬蘭一個名爲Linus Torvalds的業餘愛好,但是現在已經是最爲流行的一款開放源代碼的操作系統。Linux從1991年問世到現在,短短10年的時間內已發展成爲一個功能強大、設計完善的操作系統,伴隨網絡技術進步而發展起來的Linux OS已成爲Microsoft公司的DOS和Windows 95/98的強勁對手。Linux系統不僅能夠運行於PC平臺,還在嵌入式系統方面大放光芒,在各種嵌人式Linux OS迅速發展的狀況下,Linux OS逐漸形成了可與Windows CE等EOS進行抗衡的局面。目前正在開發的嵌人式系統中,49%的項目選擇Linux作爲嵌入式操作系統。
Linux現已成爲嵌入式操作系統的理想選擇。
中科紅旗軟件技術有限公司開發的紅旗嵌入式
Linux正在成爲許多嵌人式設備廠商的首選。在不到一年的時間內,紅旗公司先後推出了PDA、機預盒、瘦客戶機、交換機用的嵌入式Linux系統,並且投入了實際應用。現以紅旗嵌入式Linux爲例來講解嵌入式Linux OS的特點:
(1)精簡的內核,性能高、穩定,多任務。
(2)適用於不同的CPU,支持多種體系結構,如X86、ARM、MIPS、ALPHA,SPARC等。
(3)能夠提供完善的嵌人式GUI以及嵌入式X.Wifld。WS。
(4)提供嵌人式測覽器、郵件程序、MP3 M放器、MPEG播放器、記事本等應用程序。
(5)提供完整的開發工具和SDK,同時提供PC上的開發版本。
(6)用戶可定製,可提供圖形化的定製和配置工具。
(7)常用嵌入式芯片的驅動集,支持大量的周邊硬件設備,驅動豐富。
(8)針對嵌人式的存儲方案,提供實時版本和完善的嵌入式解決方案。
(9)完善的中文支持,強大的技術支持,完整的文檔。
(10)開放源碼,豐富的軟件資源,廣泛的軟件開發者的支持,價格低廉,結構靈活,適用面廣。
三種嵌入式操作系統的比較
· Linux OS與 Windows CE的比較
嵌入式Linux OS與Windows CE相比的優點:
第一,Linux是開放源代碼的,不存在黑箱技術,遍佈全球的衆多Linux愛好者都是Linux開發者的強大技術支持者;而Windows CE是非開放性OS;使第三方很難實現產品的定製。第二,Linux的源代碼隨處可得,註釋豐富,文檔齊全,易幹解決各種問題。第三,Linux的內核小、效率高;而 Windows CE在這方面是笨拙的,佔用過多的RAM,應用程序龐大。第四,Linux是開放源代碼的OS,在價格上極具競爭力,適合中國國情。Windows CE的版權費用是廠家不得不考慮的因素。第五,Linux不僅支持X86芯片,還是一個跨平臺的系統。到目前爲止,它可以支持20~30種CPU,很多CPU(包括家電業的芯片)廠商都開始做Linux的平臺移植工作,而且移植的速度遠遠超過Java的開發環境。如果今天採用Linux環境開發產品,那麼將來更換CPU時就不會遇到更換平臺的困擾。第六,Linux內核的結構在網絡方面是非常完整的,它提供了對包括十兆位、百兆位及千兆位的以太網,還有無線網絡、Token ring(令牌環)和光纖甚至衛星的支持。
第七,Linux在內核結構的設計中考慮適應系統的可裁減性的要求,windows CE在內核結構的設計中並未考慮適應系統的高度可裁減性的要求。
嵌入式Linux OS與 Windows CE相比的弱點:第一,是開發難度較高,需要很高的技術實力;第二,是核心調試工具不全,調試不太方便,尚沒有很好的用戶圖形界面;第三,與某些商業OS一樣,嵌人式Linux佔用較大的內存;當然,人們可以去掉部分無用的功能來減小使用的內存,但是如果不仔細,將引起新的問題;第四,有些Linux的應用程序需要虛擬內存,而嵌入式系統中並沒有或不需要虛擬內存,所以並非所有的Linux應用程序都可以在嵌人式系統中運行。
· Palm OS與 windows CE的比較
3Com公司的Palm OS是掌上電腦市場中較爲優秀的嵌人式操作系統,是針對這一市場專門設計的系統。它有開放的操作系統應用程序接口(API),支持開發商根據需要自行開發所需的應用程序,具有十分豐富的應用程序。在掌上電腦市場上獨佔其霸主地位已久。從技術層面上講,Palm OS是一套專門爲掌上電腦開發的操作系統,具有許多Windows CE無法比擬的優勢;Windows CE過幹臃腫,不適合應用在廉價的掌上電腦中。
Palm OS是一套具有極強開放性的系統。開發者向用戶免費提供Palm OS的開發工具,允許用戶利用該工具在Palm OS基礎上方便地編寫、修改相關軟件。與之相比,Windows CE的開發工具就顯得複雜多了,這使得一般用戶很難掌握。這也是Palm OS與Windows CE的另一個主要區別。我們從常用EOS的大小、可開發定製、互操作性、通用性、買時性及應用領域幾個方面,通過表1來歸納如下。
Palm OS、Windows CE、Linux這三種嵌入式操作系統各有不同的特點,不同的用途;但Linux比Palm OS和Windows CE更小\更穩定,而且Linux是開放的OS,在價格上極具竟爭力。如今整個市場尚未成型,嵌入式操作系統也未形成統一的國際標準,而且Linux的一系列特徵又爲我們開發國產的嵌人式操作系統提供了方便,因此,我們有機會在這個未成熟的市場上佔有一席之地。