基于物聯網的計算機嵌入式操作系統設計

陳環，孫春亮

(1.中國船舶重工集團公司第七一五研究所,浙江杭州,300120;2.大連船舶重工集團有限公司,遼寧大連，116000)

1 嵌入式操作系統設計

1.1 計算機嵌入式操作系統與物聯網技術

專業的計算機系統不能與嵌入式處理器和嵌入式設備劃分到一起。像我們平時所使用的ipad和智能手機，它們都屬于是嵌入式設備。但對于嵌入式操作系統來說，它的核心必須是嵌入式處理器，那么作為嵌入式系統，它是不可能完全被嵌入式處理器代替的。但是嵌入式處理器它是嵌入式系統的重要組成部分，同時它的安裝必須要在指定的系統中，這樣做的話，可以有利于計算機軟件程序的順利運行。

1.2 嵌入式系統的主要功能

當在對這些計算機軟件進行開發的時候，對于嵌入式操作系統軟件的主要功能，如指令的執行、穩定的運行以及數據的緩存，這些功能都對開發提供了極大的便利。如果對這些功能進行正常的使用便可以確保整體計算機的高效、穩定運行，也可提高軟件的處理效率以及處理質量，進而提升軟件的應用性能。在實際控制計算機軟件使用的過程中，首先應控制相應的應用程序，進而將其作為基礎來合理、高效的控制應用軟件。同時對于嵌入式實施操作系統來說，微處理器作為核心軟件，可對多項功能進行處理，并對計算機中的內部設備進行保護。物聯網擁有感知層、傳輸層以及應用層三個部分。感知層的主要功能便是感知識別，在整體物聯網中所具備的位置十分重要。物聯網感知層可通過 智能設備以及傳感設備對相關數據信息進行接受，同時，也可以將物聯網自身通過使用無線或者有線連接傳輸的方法，將其進行傳輸并且輸送到傳輸層中。所謂物聯網傳輸，從面積主要的運行工作，這是對來自物聯網所收集的各種各類的信息進行接納和融合，并且對物聯網所輸送的信息提供相應的技術服務。嵌入式系統的傳輸承載進行運行和工作過程中需要緊密的與互聯網進行聯系，因為傳輸層的運行和運轉是依賴于互聯網中的相應技術手段，才能正常進行工作，它可以通過WiFi和有線連接網絡的方式進行信息交互和傳輸，并且具有一定的特殊價值，且自身的信息寬容度較大，這些特殊的優勢使其相較于一般的互聯網傳信息輸技術有著明顯的優勢。鑲嵌式系統的傳輸承載進行工作室，可以將物聯網所收集的海量數據和信息進行綜合分析處理，并且做出相應的應答，互聯網的使用者可以直接通過信息的傳輸，對最終的信息目的進行使用和應用，其所對應的嵌入式系統中的應用層面，在這個層面中可以對數據進行處理，存儲或進行其他相應的信息答復，同時它也可以對系統使用者的決定提供適當科學的依據。在鑲嵌式系統中主要運用的相關技術包含三大類儲存量龐大的云計算技術、海量信息數據進行存儲和整理的相關技術以及信息傳輸中間件的相關技術等等。并且應用承載許多信息領域都有著極為重要的作用。比如在智能化的交通領域，快遞物流運輸實時監測行業，醫院儀器治療行業，土木建筑施工行業，鐵路建設建筑施工領域等等方面都涉及到了物聯網的使用，并且這也是嵌入式系統在物聯網中一種非常普遍且廣泛的使用。

2 在進行計算機嵌入操作系統的設計

2.1 嵌入式系統構建過程中對系統硬件設施的要求

在進行計算機網絡嵌入式系統構建時，需要對所使用的硬件系統進行嚴格的要求。通常市面上所使用的常見硬件設備是由T1公司所出產的計算機核心處理器，并且這是一個非常特殊的計算機處理器型號這種處理器在進行工作運轉時至深的頻率達到150兆赫茲，并且這種處理器自身已經具備了存儲器格式達到128KB的。雙重數字數據存儲其和另一種flash存儲設備。并且在進行計算機香氣系統的工作運轉時，需要同時結合交叉異步全雙工來完成計算機在進行信息交互時所具備的基本功能。其次，進行最終數據匯總和傳輸的芯片是一種新型的芯片，名字為為bu61580。

2.2 計算機鑲嵌操作系統的布局設計

從計算機嵌入式布局設計的分布作業來講，需要使用FLASH以及ROM中所存儲的大量相關混合數據，進而對嵌入式系統的布局和設計提供合理性和科學性的基本保障。這對于整個計算機嵌入系統的有效操作和平穩運轉來講，能夠得到最大限度的保證。在計算機嵌入式操作系統軟件相關部分的設計和創建時，可以對計算機內部原先存有的相關軟件進行提升和改善，進而運用在嵌入式軟件的設計當中。這樣可以有效的提升設計的效率，同時所設計出的嵌入式軟件的質量，也可以得到一定的保障。但是進行計算機遷入式操作系統搭建時的整體頁面設計和布局的主要目的就是可以在進行系統運轉時，能夠以最快的速度對相關的程序命令進行調動和執行，并將其轉化為相應的命令進行實現。并且通過對嵌入式系統中所輸代碼進行命令運行，這樣可以更加快速的提升ROM的運轉工作效率，進而可以更加迅速的達成提升數據高效快速處理的最終目標。

2.3 計算機嵌入式操作系統軟件任務相關功能的分化

在進行計算機相關嵌入式操作系統的搭建和構造設計工作中，需要工作人員提升對軟件操作性能進行劃分的重視程度。伴隨著近些年來互聯網技術的飛速發展和互聯網移動終端的高速發展，使得應用類的軟件得到更加廣泛的推廣和使用，但這對于計算機嵌入式操作系統的運行增加了更多的負擔。因此在進行現實工作開展時需要對嵌入式操作系統內部進行明確的相關職責規劃，這樣才可以進一步的提升計算機嵌入式操作系統在進行工作運轉時所帶來的便利性。就是這樣，在對計算機嵌入式操作系統的應用軟件進行具體程序化的使用過程中，需要進行嚴謹科學合理的分析，并且對其他嵌入式操作系統相關軟件進行配合，這樣才能夠跟計算機嵌入操作系統整體的運行功能進行保障。同時在對計算機嵌入式操作軟件進行適當合理劃分的工作中需要遵循嚴格的相應準則進行規劃，例如在進行劃分時需要遵循應用軟件所具有的內聚性，周期性和時間壓迫性等等。計算機嵌入式操作系統，我手機的多元化處理事件進行詳細解析和違背后，會將發生的一致事件類型歸為兩大類，其中一類是周期性事件，一類就是隨機時間。所謂的周期事件就是在這一發生的事件中所包含結束數據的效率數據的傳輸以及數據交換采集等等。在對計算機系統進行啟動時，需要通過 IMU的方法將數據進行更新發布，然后在有發布的信息對相關的嵌入式軟件程序進行觸發。因此需要在進行系統運行任務構建設計之前，首先要將IMU的周期任務進行提前搭建和設計，同時也需要對IMU周期內所解算的數據進行傳遞和儲存。隨機事件則是擁有和周期性時間不同的自主處理指令和接受命令等相關內容，他可以把優先設置裝改為最低級優先級。

2.4 計算機嵌入式操作系統的調度和控制功能

在進行計算機嵌入式操作過程中，可嵌入的操作軟件其主要功能就是起到控制和調度的作用，并且具有實施性軟件方面和硬件方面。將教育軟件的實時性來講嵌入式軟件有著明顯的不同之處，就是計算機在對相應的輸入命令進行數理執行的過程中，通常會出現數據運行延遲的問題，因此進行相關命令處理的時間會出現偏差和波動。然而對于軟件所具備的硬實時性來講在進行數據指令處理時，時間不存在互動和變長。所以在現實系統設計工作中需要對嵌入式軟件所具備的軟實時性和硬施時性施行的特性進行全面的解析和考慮。這樣對于提升計算機運行工作的效率和成效也就有了極大的幫助。在計算機運行過程中，若是碰到負載任務較為嚴重的狀況下，計算機嵌入式系統經常會自動選擇最合適的調度方案來及時解決相應的質量和問題，這些工作的執行都可以提升計算機進行數據處理和調度的效率。

2.5 計算機嵌入式操作系統在計算機中的使用

將計算機嵌入式操作系統投入到計算機的現實運行的過程當中需要對加入的嵌入式操作系統進行綜合試驗測評，以及完善設計和具有極高專業性的代碼編程等相關任務，并且對空間及時間兩大坐標質量進行綜合測評和定位。

2.5.1 對計算機嵌入式系統進行初始化

將計算機的嵌入式系統進行初始化的工作是將嵌入式操作系統接收使用者所傳達的指令，并且做出相應的信息處理行為。在進行初始化的過程中還可以將內存管理、程序代碼的運載以及使用者端口程序系統、 CPU、計算機嵌入式操作系統和配備的軟件等方面都進行初始化的工作。

2.5.2 對嵌入式操作系統的驅動環節進行設計

計算機嵌入式操作系統中的驅動原程序主要作用就是和計算機下層的信息接口進行交付和對于信息所傳出的指令進行相應的回應。并且在該系統運行工作中，計算機嵌入式操作系統自身需要已經具備了對自身驅動程序開關的工作，還有信息讀入以及控制軟件和進行信息讀取等信息驅動程序的功能。

2.5.3 結合系統運行的實際環境進行最終效果分析

在計算機系統進行工作運行過程中，嵌入式的操作系統的設計能夠最大限度地降低計算機本身的運行速度。

3 嵌入式計算機操作系統的類別

3.1 用于商業工作中的嵌入式操作系統

經過綜合分析證明在商業領域中所使用的嵌入式操作系統在整個計算機技術信息領域中都有著十分重要的意義，并且商用嵌入式操作系統自身具有極大的優勢。比如說操作簡單且功能豐富具有較強的實用性，這些都是嵌入式計算機操作系統在商業領域中所展示出的明顯優勢和特征。并且由于嵌入式計算機操作系統自身可以加入更多的操作軟件和應用程序。所以這也使得企業在一些實際操作運用中得到更加廣泛的推動和使用，因此在整個商業行業的各個領域中，對嵌入式操作系統的使用或多或少都會有所涉及。

3.2 開源性計算機嵌入式操作系統

所謂開源性就是在嵌入式操作系統中非常普遍的一種能夠對操作系統進行混合使用的模式。它將原先的嵌入式傳統模塊限制進行突破，使其能夠對各個板塊分散的信息進行綜合處理。在開源性嵌入式操作系統運行過程中，所使用的CPU處理器能夠對信息的交互速度進行大幅度的提升，并且對數據庫里面的大數據運算能力進行增幅和加強。在這個開放性的計算機嵌入式操作系統中，MPA與CUDA雙方是相互依存且獨立工作，MPA對信息的通訊進行掌控，是整個運行嵌入式操作系統的最上層。而CUDA則對整個嵌入式操作系統所收納采集的信息進行綜合計算和處理，是在整個嵌入式上述系統中作為底層的地位。

4 計算機的嵌入式操作系統所具備的特性

4.1 計算機嵌入式操作系統所具有的實用性

嵌入式操作系統在運行工作時需要嚴格注意在限度的時間內完成相關信息的指令，并且在進行運行工作過程中還需要確保發布信息指令的準確性和時間的準時性。因此計算機嵌入式操作系統也就具備了極強的工作實用性，并且這種工作運行所具備的實用性相較于其它操作系統而言是嵌入式操作系統所特有的優點。計算機嵌入式操作系統的實用性換句話說就是在規定范圍的時間內完成自己的工作任務，而且這也是對實用性的集中體現。

4.2 嵌入式操作系統具備的可靠性

在計算機嵌入式操作系統運行工作時，自身具備了極高的可靠性。在計算機系統開機運行后，系統便可自主運行和工作，這在一定程度上減少了人力資源的投入，大幅度提升了企業等系統自身工作的運行效率。在系統進行自主運轉工作時計算機設備會將使用者所傳輸的信息指令進行儲存，進而利用計算機所具備的數據計算能力對計算機所儲存的數據進行運算。并且由于不同的運行操作系統在工作中可以相互交互運轉，所以這也在一定程度上為系統的穩定運行提供了保障。