UCLinux与NIOS：实现嵌入式系统开发的完美结合 (uclinux nios)
随着今天世界的不断发展，嵌入式系统作为一个新颖、实用、高效的计算机技术日趋成熟。但是在嵌入式系统的开发过程中，由于资源有限、缺乏操作系统等问题，使得开发人员不得不花费更多的精力和时间。因此，为了更好地利用资源、提高开发效率，UCLinux与NIOS之间的结合应运而生。
UCLinux是一个基于Linux内核的嵌入式操作系统，可以在运行内存较小的系统上运行，以满足嵌入式系统的需要。NIOS是一种可编程逻辑器件，可以实现不同的功能，在嵌入式系统中广泛应用。将UCLinux与NIOS结合起来，可以实现高效、灵活、可靠的嵌入式系统开发。
UCLinux为NIOS提供了强大的操作系统支持。由于UCLinux是基于Linux内核的操作系统，所以它具有Linux模块和驱动程序的优点，同时也具有实时性和可嵌入性。这样，NIOS就可以在UCLinux的支持下更加稳定和可靠地运行各种硬件和软件。此外，UCLinux还提供了很多标准库和API，使得NIOS可以更加容易地实现独立于硬件的代码。因此，基于UCLinux的开发环境可以减少开发人员的工作量，提高开发效率。
NIOS可以为UCLinux提供更加灵活的硬件支持。NIOS作为可编程逻辑器件，可以实现各种不同的功能，如数字信号处理、控制逻辑等。同时，NIOS本身也可以直接连接各种不同的硬件资源，如外围设备等。这使得UCLinux可以在不同条件下更加灵活和高效地运行各种硬件和软件。NIOS和UCLinux的结合还可进一步提高系统的可移植性和简化程序的调试和维护。
此外，UCLinux和NIOS的结合还可以实现嵌入式系统的低成本开发。由于UCLinux可以在嵌入式系统的小内存中运行，而NIOS又可以直接连接硬件资源，这样就节约了很多成本。开发人员只需要了解UCLinux和NIOS，并使用它们提供的标准库和API，就可以快速、高效地进行系统开发。
由此可见，UCLinux和NIOS的结合是嵌入式系统开发的完美结合。这种结合可以为开发人员提供强大的操作系统支持、灵活的硬件支持、低成本的开发环境等优势，使得嵌入式系统开发更简单、高效、可靠。相信在未来的日子里，UCLinux和NIOS的结合将更加广泛地应用于嵌入式系统的开发中，推动嵌入式技术的进一步发展。
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ThreadX是什么操作系统，怎么没有这个版本的软件
引用的资料： 嵌入式操作系统EOS（Embedded OperatingSystem）是一种用途广泛的系统软件，过去它主要应用于工业控制和国防系统领域。EOS负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配、调度工作，控制协调并发活动；它必须体现其所在系统的特征，能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。目前，已推出一些应用比较成功的EOS产品系列。随着Internet技术的发展、信息家电的普及应用及EOS的微型化和专业化，EOS开始从单一的弱功能向高专业化的强功凯稿能方向发展。嵌人式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固态化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。EOS是相对于一般操作系统而言的，它除具备了一般操作系统最基本的功能，如任务调度、同步机制、中断处理、文件正桐功能等外，还有以下特点：
(1)可装卸性。开放性、可伸缩性的体系结构。
(2)强实时性。EOS实时性一般较强，可用于各种设备控制当中。
(3)统一的接口。提供各种设备驱动接入.
(4)操作方便、简单、提供友好的图形GUI，图形界面，追求易学易用.
(5)提供强大的网络功能，支持TCP/IP协议及其它协议，提供TCP／UDP／IP／PPP协议支持及统一的MAC访问层接口，为各种移动计算设备预留接口.
(6)强稳定性，弱交互性。嵌入式系统一旦开始运行就不需要用户过多的干预，这就要负责系统管理的EOS具有较强的稳定性。嵌入式操作系统的用户接口一般不提供操作命令，它通过系统调用命令向用户程序提供服务。
(7)固化代码。在嵌入系统中，嵌入式操作系统和应用软件被固化在嵌入式系统计算机的ROM中。辅助存储器在嵌入式系统中很少使用，因此，嵌入式操作系统的文件管理功能应该能够很容易地拆卸，而用各种内存文件系统.
(8)更好的硬件适应性，也就是良好的移植性.
国际上用于信息电器的嵌入式操作系统有40种左右。现在，市场上非常流行的EOS产品，包括3Corn公司下属子公司的Palm OS，全球占有份额达50％，Microsoft公司的Windows CE不过29％。在美国市场，Palm OS更以80％的占有率远超Windows CE。开放源代码的Linux很适于做信息家电的开发.
比如：中科红旗软件技术有限公司开发的红旗嵌入式Linux和美商网虎公司开发的基于Xlinux的嵌人式操作系举孙坦统“夸克＂。“夸克”是目前全世界最小的Linux，它有两个很突出的特点，就是体积小和使用GCS编码。
常见的嵌入式系统有:Linux、uClinux、WinCE、PalmOS、Symbian、eCos、uCOS-II、VxWorks、pSOS、Nucleus、ThreadX 、Rtems 、QNX、INTEGRITY、OSE、C Executive .
嵌入式操作系统的种类
一般情况下，嵌入式操作系统可以分为两类，一类是面向控制、通信等领域的实时操作系统，如WindRiver公司的VxWorks、ISI的pSOS、QNX系统软件公司的QNX、ATI的Nucleus等；另一类是面向消费电子产品的非实时操作系统，这类产品包括个人数字助理(PDA)、移动、机顶盒、电子书、WebPhone等。
a. 非实时操作系统
早期的嵌入式系统中没有操作系统的概念，程序员编写嵌入式程序通常直接面对裸机及裸设备。在这种情况下，通常把嵌入式程序分成两部分，即前台程序和后台程序。前台程序通过中段来处理事件，其结构一般为无限循环；后台程序则掌管整个嵌入式系统软、硬件资源的分配、管理以及任务的调度，是一个系统管理调度程序。这就是通常所说的前后台系统。一般情况下，后台程序也叫任务级程序，前台程序也叫事件处理级程序。在程序运行时，后台程序检查每个任务是否具备运行条件，通过一定的调度算法来完成相应的操作。对于实时性要求特别严格的操作通常由中断来完成，仅在中断服务程序中标记事件的发生，不再做任何工作就退出中断，经过后台程序的调度，转由前台程序完成事件的处理，这样就不会造成在中断服务程序中处理费时的事件而影响后续和其他中断。
实际上，前后台系统的实时性比预计的要差。这是因为前后台系统认为所有的任务具有相同的优先级别，即是平等的，而且任务的执行又是通过FIFO队列排队，因而对那些实时性要求高的任务不可能立刻得到处理。另外，由于前台程序是一个无限循环的结构，一旦在这个循环体中正在处理的任务崩溃，使得整个任务队列中的其他任务得不到机会被处理，从而造成整个系统的崩溃。由于这类系统结构简单，几乎不需要RAM/ROM的额外开销，因而在简单的嵌入式应用被广泛使用。
b. 实时操作系统
实时系统是指能在确定的时间内执行其功能并对外部的异步事件做出响应的计算机系统。其操作的正确性不仅依赖于逻辑设计的正确程度，而且与这些操作进行的时间有关。“在确定的时间内”是该定义的核心。也就是说，实时系统是对响应时间有严格要求的。
实时系统对逻辑和时序的要求非常严格，如果逻辑和时序出现偏差将会引起严重后果。实时系统有两种类型：软实时系统和硬实时系统。软实时系统仅要求事件响应是实时的，并不要求限定某一任务必须在多长时间内完成；而在硬实时系统中，不仅要求任务响应要实时，而且要求在规定的时间内完成事件的处理。通常，大多数实时系统是两者的结合。实时应用软件的设计一般比非实时应用软件的设计困难。实时系统的技术关键是如何保证系统的实时性。
实时多任务操作系统是指具有实时性、能支持实时控制系统工作的操作系统。其首要任务是调度一切可利用的资源完成实时控制任务，其次才着眼于提高计算机系统的使用效率，重要特点是要满足对时间的限制和要求。实时操作系统具有如下功能：任务管理(多任务和基于优先级的任务调度)、任务间同步和通信(信号量和邮箱等)、存储器优化管理(含ROM的管理)、实时时钟服务、中断管理服务。实时操作系统具有如下特点：规模小，中断被屏蔽的时间很短，中断处理时间短，任务切换很快。
实时操作系统可分为可抢占型和不可抢占型两类。对于基于优先级的系统而言，可抢占型实时操作系统是指内核可以抢占正在运行任务的CPU使用权并将使用权交给进入就绪态的优先级更高的任务，是内核抢了CPU让别的任务运行。不可抢占型实时操作系统使用某种算法并决定让某个任务运行后，就把CPU的控制权完全交给了该任务，直到它主动将CPU控制权还回来。中断由中断服务程序来处理，可以激活一个休眠态的任务，使之进入就绪态；而这个进入就绪态的任务还不能运行，一直要等到当前运行的任务主动交出CPU的控制权。使用这种实时操作系统的实时性比不使用实时操作系统的系统性能好，其实时性取决于最长任务的执行时间。不可抢占型实时操作系统的缺点也恰恰是这一点，如果最长任务的执行时间不能确定，系统的实时性就不能确定。
可抢占型实时操作系统的实时性好，优先级高的任务只要具备了运行的条件，或者说进入了就绪态，就可以立即运行。也就是说，除了优先级更高的任务，其他任务在运行过程中都可能随时被比它优先级高的任务中断，让后者运行。通过这种方式的任务调度保证了系统的实时性，但是，如果任务之间抢占CPU控制权处理不好，会产生系统崩溃、死机等严重后果。
嵌入式操作系统的发展
嵌入式操作系统伴随着嵌入式系统的发展经历了4个比较明显的阶段。
之一阶段是无操作系统的嵌入算法阶段，是以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统，同时具有与监测、伺服、指示设备相配合的功能。这种系统大部分应用于一些专业性极强的工业控制系统中，一般没有操作系统的支持，通过汇编语言编程对系统进行直接控制，运行结束后清除内存。这一阶段系统的主要特点是：系统结构和功能都相对单一，处理效率较低，存储容量较小，几乎没有用户接口。由于这种嵌入式系统使用简便、价格很低，以前在国内工业领域应用较为普遍，但是已经远远不能适应高效的、需要大容量存储介质的现代化工业控制和新兴的信息家电等领域的需求。
第二阶段是以嵌入式CPU为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统。这一阶段系统的主要特点是：CPU种类繁多，通用性比较差；系统开销小， 效率高；一般配备系统仿真器，操作系统具有一定的兼容性和扩展性；应用软件较专业，用户界面不够友好；系统主要用来控制系统负载以及监控应用程序运行。
第三阶段是通用的嵌入式实时操作系统阶段，是以嵌入式操作系统为核心的嵌入式系统。这一阶段系统的主要特点是：嵌入式操作系统能运行于各种不同类型的微处理器上，兼容性好；操作系统内核精小、效率高，并且具有高度的模块化和扩展性；具备文件和目录管理、设备支持、多任务、网络支持、图形窗口以及用户界面等功能；具有大量的应用程序接口(API)，开发应用程序简单；嵌入式应用软件丰富。
第四阶段是以基于Internet为标志的嵌入式系统，这是一个正在迅速发展的阶段。目前大多数嵌入式系统还孤立于Internet之外，但随着Internet的发展以及Internet技术与信息家电、工业控制技术等结合日益密切，嵌入式设备与Internet的结合将代表着嵌入式技术的真正未来。
使用实时操作系统的必要性
嵌入式实时操作系统在目前的嵌入式应用中用得越来越广泛，尤其在功能复杂、系统庞大的应用中显得愈来愈重要。
首先，嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。在控制系统中，出于安全方面的考虑，要求系统起码不能崩溃，而且还要有自愈能力。不仅要求在硬件设计方面提高系统的可靠性和抗干扰性，而且也应在软件设计方面提高系统的抗干扰性，尽可能地减少安全漏洞和不可靠的隐患。长期以来的前后台系统软件设计在遇到强干扰时，使得运行的程序产生异常、出错、跑飞，甚至死循环，造成了系统的崩溃。而实时操作系统管理的系统，这种干扰可能只是引起若干进程中的一个被破坏，可以通过系统运行的系统监控进程对其进行修复。通常情况下，这个系统监视进程用来监视各进程运行状况，遇到异常情况时采取一些利于系统稳定可靠的措施，如把有问题的任务清除掉。
其次，提高了开发效率，缩短了开发周期。在嵌入式实时操作系统环境下，开发一个复杂的应用程序，通常可以按照软件工程中的解耦原则将整个程序分解为多个任务模块。每个任务模块的调试、修改几乎不影响其他模块。商业软件一般都提供了良好的多任务调试环境。
再次，嵌入式实时操作系统充分发挥了32位CPU的多任务潜力。32位CPU比8、16位CPU快，另外它本来是为运行多用户、多任务操作系统而设计的，特别适于运行多任务实时系统。32位CPU采用利于提高系统可靠性和稳定性的设计，使其更容易做到不崩溃。例如， CPU运行状态分为系统态和用户态。将系统堆栈和用户堆栈分开，以及实时地给出CPU的运行状态等，允许用户在系统设计中从硬件和软件两方面对
实时内核的运行实施保护。如果还是采用以前的前后台方式，则无法发挥32位CPU的优势。
从某种意义上说，没有操作系统的计算机(裸机)是没有用的。在嵌入式应用中，只有把CPU嵌入到系统中，同时又把操作系统嵌入进去，才是真正的计算机嵌入式应用。
实时操作系统的优缺点
在嵌入式实时操作系统环境下开发实时应用程序使程序的设计和扩展变得容易，不需要大的改动就可以增加新的功能。通过将应用程序分割成若干独立的任务模块，使应用程序的设计过程大为简化；而且对实时性要求苛刻的事件都得到了快速、可靠的处理。通过有效的系统服务，嵌入式实时操作系统使得系统资源得到更好的利用。
但是，使用嵌入式实时操作系统还需要额外的ROM/RAM开销，2~5%的CPU额外负荷，以及内核的费用。
ThreadX
ThreadX是优秀的硬实时操作系统(RTOS)，适用于深嵌入式应用中，具有规模小、实时性强、可靠性高、链拦无产品版权费、易于使用等特点，并且支持大量的处理器和SoC，包括ARM、PowerPC、SH 4、MIPS、ADI DSP、TI DPS、Nios II等，因此广泛应用于消费电子、汽车电子、工业自动化、网络解决方案、军事与航空航天等领域中。 ThreadX RTOS和中间件支持Tensilica最新产品Diamond Standard 106Micro 32位微控制器IP核。ThreadX RTOS支持全线Tensilica Xtensa可配置处理器IP核以及Diamond标准系列处理器IP核产品。新添加106Micro延续ThreadX 对全部Tensilica处理器系列支持。 ThreadX是Express Logic针对高要求实时应用小面积速度快免版税的RTOS。免版税的业务模式令ThreadX对于高容量器件来说极具吸引力。ThreadX的简单易用也使带ThreadX的器件既能按时面市又不超预算，这些都是ThreadX在市场上成功并被大量使用的原因所在。ThreadX已被广泛的用户接纳，并且目前在超过4亿5千万电子产品中得到广泛应用。ThreadX配有Express LogicTCP/IP协议栈NetX、文件系统FileX、USB协议栈USBX以及GUI开发包链睁PEGX，所有这些都支持Tensilica最新的Diamond Standard 106Micro产品。 低功耗Diamond Standard 106Micro是针对SoC(片上系统)设计中简棚唤胡单控制器应用而设计，为那些将产品从8位/16位控制器移植到32位处理器上的设计工程师理想选择。所有钻石标准系列处理器都拥有优化钻石系列软件工具支持和广泛产业基础架构合作伙伴，这些合作伙伴将提供操作系统、设计服务、硬件原型和模拟仿真、库和存储器、EDA工具和外设等支持。Tensilica为其钻石标准系列处理器IP核提供了一个已经通过验证的基础架构，该架构包括由Tensilica直接提供软件开发工具，以及由Bytetools公司、FS2公司、Macraigor Systems公司和Sophia Systems公司提供的JTAG探针支持、由ARM(Artisan)公司和Virage Logic公司提供的存储器和库、由Cadence公司、CoWare公司、Magma公司和Synopsys公司提供的流行的EDA工具支持和CoWare公司的CoWare Platform Architect上Diamond 106Micro模型。 下面是ThreadX的应用实例：
年7月4日，美国国家航空航天局（NASA）成功实施了“深度撞击”飞船对坦普尔1号彗星的准确撞击，其中，ThreadX在其中发挥了关键作用，控制其中全部三套彗星成像仪的运行； 惠普公司的多款数码相机中应用了ThreadX RTOS和配套的FileX文件系统组件，同时，惠普公司也在全系列打印机产品中使用了ThreadX RTOS；
ThreadX成功应用于Panasonic公司的11Mbs无线网卡；
在Konica-Minolta、Toshiba、Ricoh、Samsung等公司的数码产品中，ThreadX得到了广泛的应用；
据CMP统计表明，ThreadX RTOS已经占有全球第三大硬实时操作系统市场份额； TreadX 支持的CPU有：PowerPC,680×0/683xx,ColdFile,ARM7,ARM/Thumb,MCORE,ARC,TriCore,X86,StrongARM,MIPS,SH,I960,V8xx,SPARC,Xscale,H8/300H,TMS320C. 该操作系统已经应用在国产手机上面了，比如国内的中兴u860手机,酷派F600手机
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