嵌入式实时操作系统从20世纪70年代产生,至今已经有40多年的历史。在这40多年中,RTOS迅速发展,种类数目也急剧增长。到目前为止,有数十家RTOS公司,200多种RTOS。RTOS的发展历程如下:
(1)20世纪70年代后期,专用于嵌入式系统的操作系统开始出现。当时的大多数RTOS是用汇编语言编写的,仅能用于特定的微处理器。若要更换处理器,必须重新编写RTOS。直到C语言出现后,RTOS才使用一种高效、稳定和可移植的方式来编写。
(2)1981年,美国Ready System公司开发了世界上第一个商业嵌入式实时内核(VRTX32)。20世纪80年代的RTOS只有内核,以销售二进制代码为主。当时的RTOS除VRTX外,还有IPI公司的MTOS和80年代末ISI公司的PSOS。嵌入式产品只支持一些16位的微处理器(如68K、8086),主要用于军事和电信设备。
(3)20世纪90年代初期,开始出现现代操作系统的设计思想,如微内核设计和模块化设计,并渗入到RTOS领域,产生了大量新一代的实时内核。同时,各家公司都力求摆脱完全依赖第三方工具的制约,通过自己收购、授权或使用免费工具链的方式,组成一套完整的开发环境。
(4)20世纪90年代中期,随着互联网逐渐深入人们的日常生活,要求RTOS具有网络和图形界面的功能。为了方便使用大量现存的软件代码,RTOS都支持标准的应用程序编程接口(Application Programming Interface,API),如可移植操作系统接口(Portable Operating System Interface of UNIX,POSIX)、Win32等;同时,RTOS的开发环境也与UNIX、Windows等趋于一致。
一般来说,嵌入式系统的应用范围可以粗略分为两大类:一类是电子系统的智能化,如工业控制、现代农业、家用电器、汽车电子、测控系统等;另一类是计算机应用的延伸,如MP4、手机、通信、网络、计算机外围设备等。虽然当前的RTOS种类繁多,但其应用范围主要在上述两个方向延伸。电子系统智能化方向的主流RTOS有VxWorks、μC/OS-II、μCLinux(micro-control Linux)、QNX、eCOS(Embedded Configurable Operating System)等;计算机应用的延伸方向的主流RTOS有Windows CE、Android、Symbian等(严格地说,这几个应该归为EOS类别)。表1-1给出了当前部分流行的RTOS特点简介。
表1-1 当前部分流行的RTOS特点简介