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嵌入式操作系统是一种用于嵌入式系统的专用操作系统，它是一种稳定性、兼容性好、安全可靠的软件模块的集合，是嵌入式系统的重要组成部分。嵌入式操作系统作为一种操作系统，因而具有操作系统通用的基本任务构成，内容包括存储器管理、设备管理、任务调度和管理、中断处理、多任务处理等操作系统任务。但嵌入式操作系统对代码强度、运行效率，代码大小、兼容性、可靠性等都有特殊需求。嵌入式操作系统与硬件的结合使用提高了嵌入式系统工作效率，并为应用程序的开发提供了极大的便利，同时也加快了嵌入式产品的开发周期。
嵌入式操作系统通常由硬件相关的底层驱动程序、系统内核、驱动程序接口、应用程序接口、通信协议、图形界面标准工具（如MP4、手机）组成。与通用操作系统相比，嵌入式操作系统在系统实时性、硬件依赖性、软件固化性以及应用专用性方面具有突出特点。
嵌入式系统是软硬件可裁剪的系统，嵌入式操作系统需要提供可剪裁的内核和其他功能，即能够让用户根据自己的需要对操作系统进行配置，以“需”定“求”。
嵌入式系统的个性化很强，其中嵌入式操作系统的调度机制和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进行系统的移植，即使在同一品牌、同一系列的产品中也需要根据系统硬件的变化和增减不断进行修改。同时针对不同的任务，往往需要对系统进行较大更改。
由于嵌入式微处理器的种类繁多，每种处理器都有自己的应用领域，所以嵌入式操作系统要支持尽可能多的处理器，才能满足用户对硬件选择的灵活性。这对微处理器生产商、嵌入式操作系统开发商和用户来说都是一件好事。为了使操作系统具有可移植性，嵌入式操作系统在硬件支持方面通常采用硬件抽象层（Hardware Abstraction Layer，HAL）和板级支持包（Board Support Package，BSP）的结构设计方法。
实时性是一些嵌入式系统的实现要求，嵌入式操作系统必须满足具体应用所需要的实时性要求。而且软件要求固态存储，以提高速度；软件代码要求高质量和高可靠性。
由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的，系统资源相对有限，所以内核较之传统的操作系统要小得多。
从应用角度来看，嵌入式操作系统可分为通用嵌入式操作系统和专用嵌入式操作系统。当使用通用嵌入式操作系统时，一般要经过重新定制以适应具体的硬件环境要求；而专用嵌入式操作系统是针对应用广泛、环境变化较小的嵌入式系统专门设计的，所以可以不经定制和裁减直接使用，或经少量配置即可应用。
常见的通用嵌入式操作系统有VxWorks，Linux，Windows CE等。常见的专用嵌入式操作系统有Smartphone，Pocket PC，Andriod等。
嵌入式操作系统按实时性可分为以下两类：
①非实时性嵌入式操作系统。主要面向消费电子类产品，如个人数字助理（Personal Digital Assistant，PDA）、移动电话、电子书等。Smartphone就是微软公司开发的面向手机应用的嵌入式操作系统。
②实时嵌入式操作系统。主要面向工业控制、通信等领域，如WindRiver公司的Vx Works。
实时嵌入式操作系统又可分为以下两类：
①可抢占式实时操作系统。内核可以抢占正在执行任务的CPU的使用权，并将使用权交给优先级更高的任务。可抢占式实时操作系统的实时性好，优先级高的任务可以先于优先级低的任务执行。VxWorks，Linux和Windows CE，NET都是可抢占式实时操作系统，其中Vx Works是公认的实时性较好的嵌入式操作系统。
②不可抢占式实时操作系统。CPU执行某个任务时不能被中断，直到CPU交出控制权才可执行下一个任务。显然这种系统的实时性与特定任务的执行时间有关。
VxWorks是美国WindRiver公司设计开发的一种具有微内核的嵌入式实时操作系统（Real Time Operating System，RTOS），具有高性能的内核，广泛的网络通信协议支持，良好的开发环境，高度的可裁剪性和开放式结构。VxWorks以其良好的可靠性和卓越的实时性，在嵌入式操作系统领域占有重要地位，广泛应用于通信、军事、航空、航天等高精尖技术以及实时性要求极高的领域。
另一个重要的嵌入式操作系统是嵌入式Linux。Linux是源代码开放软件的先锋，从诞生至今，短短几十年，其发展速度、规模以及影响，却是任何一种操作系统不能比拟的。Linux起源于x86 框架的PC机开发，随着Linux的发展和不断完善，它已经能很好地支持ARM，M68000，MIPS，PowerPC等主流处理器架构，已成为嵌入式系统的主流操作系统之一。Linux除了具有功能强大、高性能、稳定性好以及源代码开放的优势，其最大特点是Linux的内核具有非常良好的结构，此特点使得用户可根据系统需求，对内核进行配置和裁剪，这正好满足嵌入式应用中的多样性要求。此外，嵌入式Linux是在标准Linux的基础上针对嵌入式系统优化而成的，这使得它体积更小，运行更稳定。同时，Linux是免费的，没有其他商业性嵌入式操作系统需要的许可费用。这也使它具有很强的市场竞争力，成为了主流的嵌入式操作系统。
uClinux（micro-Control-Linux）是Lineo公司开发的源代码开放的操作系统，主要针对没有MMU（Memory Management Unit）的嵌入式微处理器而设计，是众多嵌入式Linux家族的重要成员。uClinux继承了Linux的稳定性、移植性、实时性、网络功能、完备文件系统支持等优良特性。编译后的目标文件小于 1 MB，已成功地应用于许多嵌入式系统。
RT-Linux（Real-Time Linux）是美国墨西哥理工学院开发的实时嵌入式Linux操作系统，与uClinux一样，RT-Linux也是为没有MMU的嵌入式系统设计的。但RT-Linux的开发者并不是按实时嵌入式操作系统的特点重写Linux内核，而是增加了一个小巧的实时内核，并将标准Linux内核作为实时内核的一个进程，同其他进程一起调度。这样做的好处是既对Linux的改动最小，又充分继承了Linux下的丰富软件资源。
Windows CE（Windows Compact Edition）是微软公司开发的嵌入式操作系统，是Win32 API的一个子集，是一个全新的操作系统，而不是标准Windows系统的精简版本。支持x86，ARM，MIPS等近 200 种具有MMU的嵌入式处理器。Windows CE提供了数百个功能模块，开发人员可根据系统需求选择自己需要的支持模块，从而达到功能裁剪的目的。Windows CE是一个 32 位、多线程、多任务、可抢占式的实时操作系统，同时也是一个有限开放代码的嵌入式操作系统，其允许开发人员对这部分代码进行修改。
Android系统是Google在 2007 年 11 月 5 日公布的基于Linux平台的开源智能手机操作系统名称，该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成，号称首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件。Android运行于Linux Kernel之上，但并不是GNU/Linux。Android的Linux Kernel控制包括安全（Security）、存储器管理（Memory Management）、程序管理（Process Management）、网络堆栈（Network Stack）、驱动程序模型（Driver Model）等。Android系统的主要特点有：良好的平台开放性、可以实现个性化应用设定和与Google应用的无缝结合。
Huawei LiteOS是华为针对物联网领域推出的轻量级物联网操作系统，是华为物联网战略的重要组成部分，具备轻量级、低功耗、互联互通、组件丰富、快速开发等关键能力，基于物联网领域业务特征打造领域性技术栈，为开发者提供“一站式”完整软件平台，有效降低开发门槛、缩短开发周期，可广泛应用于可穿戴设备、智能家居、车联网、LPWA等领域。
由于嵌入式实时操作系统需占用一定的系统资源（尤其是RAM资源），只有μC/OS-Ⅱ、FreeRTOS等少数实时操作系统能在小RAM单片机上运行。相对于μC/OS-Ⅱ，embOS等商业操作系统，FreeRTOS操作系统是完全免费的操作系统，具有源码公开、可移植、可裁剪、调度策略灵活的特点，可以方便地移植到各种单片机上运行，其最新版本为 6.0 版。作为一个轻量级的操作系统，FreeRTOS提供的功能包括任务管理、时间管理、信号量、消息队列、内存管理、记录功能等，可基本满足较小系统的需要。