Linux在工业与嵌入式的应用

Linux在工业与嵌入式的应用

 

网络信息化飞速发展，各种系统在机器控制领域广泛应用。对各种工业操控设备的网络功用要求也越来越高。当前比较紧迫的要求是希望工业操控设备能够支持TCP/IP以及其它网络协议，并且能够经过用户了解的浏览器查看设备状况、设置设备参数，或者将设备收集到的数据经过网络传送到Windows或Unix/服务器上的数据库中，且能通过移动客户端在异地随时能够查看，这就要求工控体系有必要具有两方面的功用：一是要在现场完成杂乱的测控任务，一般一些任务都具有实时性要求；二是要求测控体系能够与某一类型的操控网相连，以完成远程监控。在目前运用的大多数测控体系中，嵌入式体系的硬件选用的是8/16位单片机；软件多选用汇编语言编程，由于这些程序仅包括一些简略的循环处理操控流程。因而，单片机与单片机或上级之间的通讯一般经过RS232、RS485来组网。这些网络存在通讯速度慢、联网功用差、开发困难等问题。工业以太网已逐步完善，在工业操控范畴取得越来越多的运用。工业以太网运用的是TCP/IP协议，因而便于联网，并具有高速,易于控制等优点。

 

 

目前，32位嵌入式CPU价格的下降和性能指标的进步，为嵌入式体系的广泛运用铺平了道路。那么，限制嵌入式应用大规模应用的瓶颈就突出地表现在软件方面。尽管从上世纪八十年代末开端，现已连续出现了一些嵌入式操作体系（比较著名的有Vxwork、pSOS、Neculeus和WindowsCE等），但这些专用操作体系都是商业化产品，其高昂的价格使许多出产低端产品的小公司望而生畏；并且，源代码的封闭性也大大限制了开发者的积极性。Linux系统在嵌入式体系架构中的应用已经是业界现达成共识。linux在嵌入式领域的运用是大势所趋。嵌入式Linux操作系统拥有代码精炼、界面友善、稳定可靠、易开发、多任务，并且价格低廉的的巨大优势。

嵌入式linux是依照嵌入式操作体系的要求而设计的一种小型操作体系，它由一个Kernel（内核）及一些根据需要进行定制的体系模块组成。Kernel一般只要几百kB左右，即使加上必要的模块和运用程序，所需的存储空间也很小。它具有多任务、多进程、具有实时性的特征，一个小型的嵌入式linux体系只需要引导程序、linux微内核、初始化进程3个根本元素。运行嵌入式Linux的CPU能够是x86、Alpha、Sparc、MIPS、PPC等。与这些晶元搭配的主板都很小，一般只要一张PCI卡大小，有的甚至更小。嵌入式linux所需的存储器不是软磁盘、硬盘、Zip盘、CD-ROM、DVD这些众所周知的常规存储器，它首要运用Rom、CompactFlash、M-Systems的DiskOnChip、Sony的MemoryStick、IBM的MicroDrive等体积极小（与主板上的BIOS大小相近），且存储容量不太大的存储器。它的内存能够运用普通的内存，也能够运用专用的RAM。

 

通常linux内核一般驻留在内存中，每一个运行程序都是从磁盘调用到内存上执行。当程序运行完毕后，它所占用的内存就被释放，程序就被卸载了。而在一个嵌入式体系里，可能没有磁盘。有两种途径能够消除对磁盘的依赖，一是在一个精简的体系里，当体系启动后，内核和一切的运用程序都存在内存里。这是大多数传统的嵌入式体系的作业形式，同样Linux。第二种便是linux所特有的功用，由于linux现已有才能“加载”和“卸载”程序，因而，一个嵌入式体系就能够利用它来节省内存。而闪存能够被用来作为文件存贮。用闪存驱动程序作为从闪存到文件体系的界面便是一种选择。当然，也能用一个闪存磁盘。用闪存来脱离对磁盘的需求一般有DiskOnChip以及CmopactFlash卡等方式。

 

与其它嵌入式操作体系比较，linux的源代码是开放的，不存在黑箱操作。如果你想在工控领域一试身手，但是对linux还不是很了解，我推荐你来看看这本入门好书。控除了对物理环境要求很高，对linux的系统应用也是有着比较高的要求，不知道linux命令也是不行的，因为学习好linux系统是通往智能工控领域的必经之路。linux作为一种可以定制的的操作系统，已经成为目前以及未来嵌入式设备产品的绝佳搭配。linux与生俱来的优异网络性能更为今后的开展铺平了一条宽广平坦的大道。因而，在坚持linux内核体系更小、更安稳、更具价格竞争力等优势的一起，对体系内核进行实时性优化，更加使之能够调理对工业操控范畴高实时性的要求。这也正是嵌入式linux操作体系在嵌入式工控体系中的开展地点。也使linux成为嵌入式操作体系中的主力军。