浅析嵌入式linux操作系统的设计

摘要：随着信息技术的高速发展，极大的改善了嵌入式Linux操作系统的设计环境，并促进了系统的应用。本文首先分析了系统的主要特点，并对设计原理进行了较为详细的论述，在此基础上，探讨了嵌入式Linux操作系统的应用，以期促进系统服务质量的提升。

关键词：嵌入式Linux操作系统；设计原理；特点；应用

1、前言

进入新世纪后，信息技术得到了快速发展，作为主要操作系统之一的嵌入式系统，广泛应用于家电及工业设备控制等领域，取得了较为理想的效果。由于嵌入式系统在服务的可操作性和针对性上，具有显著的优势，业界开始关注嵌入式系统的实际和应用，极大的促进了嵌入式系统的发展。

2、嵌入式Linux操作系统的主要特点

信息技术的发展，持续优化着嵌入式Linux操作系统的硬件环境，使其具备了诸多优势，系统的主要特点如下：

（1）开发性特点。对于操作系统来说，其必须遵循也是最为重要的原则是系统必须具备高度的开发性，以便达到软件相互兼容和信息互联的目的。嵌入式Linux操作系统经常采用了模块化设计方法，能够基于用户的需求合理的增减系统功能，增强了操作系统的可伸缩性。另外，还具备了多用户特性，也就是各用户都拥有相应的权限，在系统使用过程中能够有效避,免相互干扰，极大的增强了系统的使用效率。

（2）嵌入式Linux操作系统还具有稳定性强和多任务的优势。在运行操作系统的过程，能够同时执行多个不同程序，且程序间不会相互影响和干扰。就该系统而言，所有程序都有着相同的访问权利，从而提升了并行运行的速率。另外，由于系统研发人员队伍人数众多、水平较高，能够对系统进行持续的测试、改进和升级，使得系统的稳定性被大大增强。

（3）独立性。在设备驱动程序的帮助和支持下，用户能够便捷的对设备进行操作和使用，而无需对设备的存在形式进行考虑。基于系统内核源代码，可自适应系统新增的设备。另外，嵌入式Linux操作系统拥有可靠的安全系统和丰富的网络功能，可为用户提供便利的服务及可靠的数据支持。

3、嵌入式Linux操作系统的设计

为满足用户需求，嵌入式Linux操作系统主要针对之前系统的内核进行了设计、完善和修改。具体的来说，是在之前的系统中植入了嵌入式版本，有效提升了系统的运行速度。

（1）内存管理

就内存管理而言，其主要功能是操作释放、内存页面申请和地址映像功能，从而要求嵌入式应用程序一定要确保相应任务的顺利完成，合理处理内存空间，避免访问越界现象的出现，增强运行程序过程中的安全性。一般情况下，内存空间均为静态的，所有程序均是自己进行内存空间申请的，如此一来，能够有效杜绝越界现象的出现，不过却导致了内部资源的严重浪费。通过对嵌入式应用程序的应用，有效的避免了资源浪费，同时能够基于实际需求，进行不同内存空间的申请，有利于程序开发流程的简化，确保了系统的稳定和安全。加之MMU的辅助，可以映射及查询内存地址，提升了内存管理的便捷性。

（2）boot loader固件

所谓固件，一般情况下指的是ROM硬件或相关运行的程序，配合其他系统，实现相关任务目标。对于嵌入式系统来说，boot loader固件是非常关键的组成部分，因而要求必须首先进行boot loader固件程序的开发，完成关键硬件和处理器的初始化，从而实现系统映像的下载工作。在初始化处理器的过程中，务必借助相关配置寄存器，以利于相关控制命令的执行。而初始化硬件的过程中，务必借助相应的驱动程序，以便于同用户客户端之间的通讯工作，顺利完成下载。因而，对于boot loader固件程序而言，要拥有接收映像的服务端程序，可以进行映像的接收和数据包的发送工作，在结束发送之后，boot loader固件还能够在ROM中写入下载的映像。

（3）任务管理

通过该系统的帮助，能够完成相关多任务的调度，且操作简便。嵌入式Linux操作系统的操作者仅需进行相应任务的设计，系统就可以基于调度功能进行任务的安排。显然，嵌入式Linux操作系统将任务作为核心，基于任务的具体要求，安排合理、科学的调度方式，主要包括非实时调度方式以及实时调度方式。而想要更加合理的优化系统的调度过程，就一定要对进程抢占和外部中断等方面的问题进行有效的处理，以实现任务内核处理效率的提升。

4、实际应用情况分析

嵌入式Linux操作系统具备了多方面的优势，广泛的应用于当前的各行各业，尤其是积极的促进了银行业的发展。由于银行的行业特点决定，其信息化建设势必会进行较大的投入，对水平也有着较高的要求，因而必须开发具有较强针对性的操作系统。银行在日常运作过程中，会处理极为庞大的数据量，从而对硬件设备也就有着更高的要求。另外，该行业还高度关注数据的安全管理工作。因此，嵌入式Linux操作系统在可靠性和安全性上具有明显的优势，能够满足银行业务发展的基本需求。另一方面，由于银行也是盈利性的企业，因而其也高度关注项目的成本预算，利用嵌入式Linux操作系统，能够有效降低银行的运营成本，增强企业的经济效益。

另外，嵌入式Linux操作系统还有着显著的集群特性，可以对客户的计算机系统进行优化，从而简化了企业的管理流程，有效的对企业的资源和人员进行了管理，提升了行业的服务水平。

5、结束语

从当前的应用现状来说，嵌入式Linux操作系统广泛的应用于包括银行业在内的各行各业，同时，众多学者还通过该系统进行网络服务的配置。随着硬件环境的改善和信息技术的发展，微处理器将在嵌入式Linux操作系统中发挥更加显著的作用。总的来说，嵌入式Linux操作系统在相关固件的支持下，正持续的改进和完善。关注嵌入式Linux操作系统的开发，以便能够简化开发工作，缩短产品的开发周期，从而增强企业和核心竞争力。

参考文献

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[2]魏平,夏良正,王岩.Linux体系结构及嵌入式Linux的移植方法[J].东南大学学报(自然科学版).2004(S1)