随着计算机软、硬件技术的发展,特别是网络应用的不断普及,嵌入式应用在社会的各个领域越来越广泛和重要。作为嵌入式应用的基础,操作系统的优劣直接影响了系统的性能、开发和应用。因此,嵌入式操作系统是目前嵌入式系统研究的热点所在。由于Linux操作系统的开放源码特性,国内外越来越多的人员开始研究如何将Linux应用于嵌入式系统。但是由于Linux并不是针对嵌入式应用而设计的,所以在Linux应用于嵌入式系统的过程中,需要解决一些嵌入式系统所特有的问题。 嵌入式操作系统与一般操作系统不同,嵌入式应用通常对实时性能有较高的要求,同时由于嵌入式应用对体积有一定的限制,要求设备能耗低、体积小、重量轻。本文先从总体介绍了现有嵌入式操作系统的特性和原理,分析Linux作为嵌入式操作系统的优缺点。并给出了外围设备的驱动程序的设计方法。 本文搭建Intel公司的XScale PXA255处理器的嵌入式平台,详细介绍了PXA255芯片的结构、特性及应用,硬件平台中时钟及电源管理模块,系统控制模块,外围控制模块,及通用板卡的具体设计实现,给出了Flash,SDRAM,FPGA,USB等具体器件的选型及电路原理图,指出了印制电路板(PCB)设计技巧,设计中的重点、难点和设计中的注意事项,高速PCB设计,高速器件的选择,防止电磁干扰,信号完整性设计及布线技巧。 嵌入式系统适用于网络通信类通信安全类产品:防火墙、路由器、安全网关、交换机类产品、网络计算机。工业控制应用类产品:提供工业控制单板嵌入式计算机、数控系统控制中心等。无线终端类产品:提供完备的GPRS/CDMA无线拨号和数据传输支持。多媒体类终端产品:ADSL宽带的可视电话、有线无线网络数字电视机顶盒、视频会议系统、基于IP的可视对讲系统。手持便携设备类:提供SmartPhone及PDA开发平台和具体解决方案。可应用于智能手机及企业移动商务、交通系统等各个领域。 本文的研究成果可以应用于嵌入式开发中,为开发工作提供操作系统层次的支持。并且积累了嵌入式开发的经验,为后期嵌入式操作系统的设计和应用提供基础。