tinyos源碼

① 嵌入式C語言重點知識點

嵌入式C語言重點知識點

嵌入式linux

嵌入式Linux 是將日益流行的Linux操作系統進行裁剪修改，使之能在嵌入式計算機系統上運行的一種操作系統。Linux做嵌入式的優勢，首先，Linux是開放源代碼;其次，Linux的內核小、效率高，可以定製，其系統內核最小隻有約134KB;第三，Linux是免費的OS，Linux還有著嵌入式操作系統所需要的很多特色，突出的就是Linux適應於多種CPU和多種硬體平台而且性能穩定，裁剪性很好，開發和使用都很容易。同時，Linux內核的結構在網路方面是非常完整的，Linux對網路中最常用的TCP/IP協議有最完備的支持。提供了包括十兆、百兆、千兆的乙太網絡，以及無線網路，Token Ring(令牌環網)、光纖甚至衛星的支持。

移植步驟：

1.Bootloader的移植;

2.嵌入式Linux操作系統內核的移植;

3.嵌入式Linux操作系統根文件系統的創建;

4.電路板上外設Linux驅動程序的編寫。

WinCE

WinCE是微軟公司嵌入式、移動計算平台的基礎，它是一個開放的、可升級的32位嵌入式操作系統，是基於掌上型電腦類的電子設備操作系統，它是精簡的Windows 95，Win CE的圖形用戶界面相當出色。WinCE是從整體上為有限資源的平台設計的多線程、完整優先權、多任務的操作系統。它的模塊化設計允許它對於從掌上電腦到專用的工業控制器的用戶電子設備進行定製。操作系統的基本內核需要至少200K的ROM。

一般來說，一個WinCE系統包括四層結構：應用程序、WinCE內核映像、板級支持包(BSP)、硬體平台。而基本軟體平台則主要由WinCE系統內核映像(OS Image)和板卡支持包(BSP)兩部分組成。因為WinCE系統是一個軟硬體緊密結合的系統，因此即使CPU處理器相同，但是如果開發板上的外圍硬體不相同，這個時候還是需要修改BSP來完成一個新的BSP。因此換句話說，就是WinCE的移植過程主要是改寫BSP的過程。

Android

Android 是一個包括操作系統，中間件以及一些重要應用程序的專門針對移動設備的層次結構的軟體集。Android 作為一個完全開源的.操作系統，是由操作系統Linux、中間件以及核心應用程序組成的軟體棧。通過 android SDK 提供的 API 以及相應的開發工具， 程序員可以很方便的開發android平台上的應用程序。其整個系統由應用程序，應用程序框架，應用程序庫，Android運行庫，Linux內核(Linux Kernel)五個部分組成。Android操作系統內置了一部分應用程序， 包括電子郵件客戶端、SMS程序、日歷、地圖、瀏覽器、通訊錄以及其他的程序，值得一提的是這些所有的程序都是用java編寫的。

移植的主要的工作是驅動，硬體抽象層的移植。為了更好地理解和調試系統，也應該適當地了解上層對硬體抽象層的調用情況。

TinyOS

TinyOS是一個開源的嵌入式操作系統，它是由加州大學的伯利克分校開發出來的，主要應用於無線感測器網路方面。程序採用的是模塊化設計，所以它的程序核心往往都很小，一般來說核心代碼和數據大概在400 Bytes左右，能夠突破感測器存儲資源少的限制。TinyOS提供一系列可重用的組件，一個應用程序可以通過連接配置文件(A Wiring Specification)將各種組件連接起來，以完成它所需要的功能。

嵌入式實時操作系統(RTOS)

在工業控制、 軍事設備、航空航天等領域對系統的響應時間有苛刻的要求，這就需要使用實時系統。當外界事件或數據產生時，能夠接受並以足夠快的速度予以處理，其處理的結果又能在規定的時間之內來控制生產過程或對處理系統作出快速響應，並控制所有實時任務協調一致運行的嵌入式操作系統。故對嵌入式實時操作系統的理解應該建立在對嵌入式系統的理解之上加入對響應時間的要求。

FreeRTOS

FreeRTOS是一個迷你操作系統內核的小型嵌入式系統。作為一個輕量級的操作系統，功能包括：任務管理、時間管理、信號量、消息隊列、內存管理、記錄功能等，可基本滿足較小系統的需要。FreeRTOS任務可選擇是否共享堆棧，並且沒有任務數限制，多個任務可以分配相同的優先權。相同優先順序任務的輪轉調度，同時可設成可剝奪內核或不可剝奪內核。

FreeRTOS 的移植主要需要改寫如下三個文件。

1.portmacro.h

2.port.c

3. port.asm

μTenux

μTenux基於ARM微控制器平台，對uT最適用於ARM Cortex M0-M4系列的微控制器，代碼開源、免費，是一個功能強大的搶占式實時多任務操作系統。μTenux除具有實時嵌入式操作系統的一般特性：可移植性，可固化，可裁剪等特性以外，它還具有如下優點：

(1)微內核。無MMU， ROM/RAM佔用量小，所佔ROM最大60KB，最小10KB;RAM最大12KB，最小2KB;

(2)開源免費;

(3)支持所有32位ARM7/9和Cortex M系列的微控制器;

(4)可配置多達到256個任務以及140個任務優先順序;

(5)有良好的商業支持， T-Engine論壇進行總的維護。

移植主要包括：晶元系統時鍾移植，外設移植和通用輸出/輸入埠的移植以及看門狗模塊移植。由於考慮到內核代碼的重要性以及其在整個移植中的重要意義，且為了整個系統有更好的實時性，可選用匯編語言編寫操作系統的啟動代碼。

VxWorks

VxWorks系統提供多處理器間和任務間高效的信號燈、消息隊列、管道、網路透明的套接字。實時系統的另一關鍵特性是硬體中斷處理。為了獲得最快速可靠的中斷響應，VxWorks系統的中斷服務程序ISR有自己的上下文。VxWorks實時操作系統由400多個相對獨立的、短小精煉的目標模塊組成，用戶可根據需要選擇適當模塊來裁剪和配置系統，這有效地保證了系統的安全性和可靠性。系統的鏈接器可按應用的需要自動鏈接一些目標模塊。這樣，通過目標模塊之間的按需組合，可得到許多滿足功能需求的應用。

移植過程可以參考網路上一些BSP代碼，BSP的英文全稱為board support package，即板級支持包，它的作用是針對特殊的硬體平台，為VxWorks內核提供操作的介面。

μClinux

嵌入式Linux作為一個開放源代碼的操作系統，以價格低廉、功能強大又易移植的特性正在被廣泛應用，μClinux是專門針對沒有MMU的處理器而設計的嵌入式Linux，非常適合中低端嵌入式系統的需求。 在GNU通用公共許可證的授權下，μClinux操作系統的用戶可以使用幾乎所有Linux的API函數，不會因為沒有內存管理單元MMU而受到影響;而且，μClinux在標準的Linux基礎上進行了適當的裁剪和優化，形成了一個高度優化的、代碼緊湊的嵌入式Linux，體積小了，但是仍然保留了Linux的大多數的優點，比如穩定性好、強大的網路功能、良好的可移植性、完備的文件系統支持功能、以及標准豐富的應用程序介面API等，可以支持類似ARM7TDMI等類型多的小巧玲瓏的中央處理器。

eCos

eCos中文翻譯為嵌入式可配置操作系統或嵌入式可配置實時操作系統。適合於深度嵌入式應用，主要應用對象包括消費電子、電信、車載設備、手持設備以及其他一些低成本和攜帶型應用。eCos是一種開發源代碼軟體，無任何版權費用。 eCos最大的特點是模塊化，內核可配置。如果說嵌入式Linux太龐大了，那麼eCos可能就能夠滿足要求。它是一個針對16位、32位和64位處理器的可移植開放源代碼的嵌入式RTOS。和嵌入式Linux不同，它是由專門設計嵌入式系統的工作組設計的。eCos具有相當豐富的特性和一個配置工具，後者能夠讓你選取你所需要的特性。

eCos的軟體分了若乾的模塊，移植工作主要在他的hal層進行，所謂hal(硬體抽象層)就是把和硬體相關的軟體湊到一起。

μC/OS-II

μC/OS-II是一個完整的、可移植、可固化、可裁剪的佔先式實時多任務內核。μC/OS-II絕大部分的代碼是用ANSI的C語言編寫的，包含一小部分匯編代碼，使之可供不同架構的微處理器使用。其結構小巧簡潔且支持搶占式的多任務調度與管理。此實時操作系統管理任務數多達64個，且提供內部程序存儲器管理、系統運行時間管理、多任務實時調度與管理等功能。由於它的作者佔用和保留了8個任務，所以留給用戶應用程序最多可有56個任務。賦予各個任務的優先順序必須是不相同的。這意味著μC/OS-II不支持時間片輪轉調度法。μC/OS-II為每個任務設置獨立的堆棧空間，可以快速實現任務切換。

將μC/OS-II操作系統移植到目標處理器上，需要從硬體和軟體兩方面來考慮。硬體方面，目標處理器需滿足以下條件：

①處理器的C編譯器能產生可重入代碼;

②用C語言可以開/關中斷;

③處理器支持中斷，並且能夠產生定時中斷(通常在10～1000 Hz之間);

④處理器能夠支持容納一定量數據的硬體堆棧;

⑤處理器有將堆棧指針和其他寄存器讀出和存儲到堆棧或內存中的指令。

軟體方面，主要是一些與處理器相關的代碼移植，其分布在OS_CPU.H、OS_CPU_C.C和OS_CPU_A.ASM這3個不同的文件中。

② TinyOS是什麼

Tiny OS是UC Berkeley（加州大學伯克利分校）開發的開放源代碼操作系統，專為嵌入式無線感測網路設計，操作系統基於構件（component-based）的架構使得快速的更新成為可能，而這又減小了受感測網路存儲器限制的代碼長度。Tiny OS是一個具備較高專業性，專門為低功耗無線設備設計的操作系統，主要應用於感測器網路、普適計算、個人區域網、智能家居和智能測量等領域。
1）特性，Tiny OS的如下特性決定了其在感測器網路中的廣泛應用，使其在物聯網中占據了舉足輕重的地位。
a.相對於主流操作系統成百上千MB的龐大體積來說，Tiny OS顯得十分迷你，只需要幾KB的內存空間和幾十KB的編碼空間就可以運行的起來，而且功耗較低，特別適合感測器這種受內存、功耗限制的設備。
b.Tiny OS本身提供了一系列的組件，包括：網路協議、分布式伺服器、感測器驅動及數據識別工具等，使用者可以通過簡單方便的編製程序將多個組件連接起來，用來獲取和處理感測器的數據並通過無線電來傳輸信息。
c.Tiny OS在構建無線感測器網路時，通過一個基地控制台控制各個感測器子節點，聚集和處理各子節點採集到的信息。Tiny OS只要在控制台發出管理信息，然後由各個節點通過無線網路互相傳遞，最後達到協同一致的目的。
2）應用：
Tiny OS是一個開源的操作系統，所有人都可查看和修改Tiny OS的源代碼，參與到Tiny OS及配套軟體的開發，並應用到商業和工業領域中。在眾多參與者的協作下，Tiny OS於2012年發布了的V2.1.2版本，並在2013年將Tiny OS上線到Github，供全球的參與者下載，平均下載量已經高達3.5萬次/年。
Tiny OS已經有很多產品，例如：用於神經信號接收、調解、顯示的接收器、用於能源領域中的石油和氣體監控、用於感測網路的控制和優化、用於無線感測網路進行健康監測等。
參考：http://ke..com/link?url=8I6_rhZnhHCuDp6edqASHA-bVTlc70fhnNcMLPMr0IA5dOTQIW7-wa_-

③ 物聯網工程需要學哪些課程

物聯網工程需要學的課程：

物聯網工程導論、嵌入式系統與單片機、無線感測器網路與RFID技術、物聯網技術及應用、雲計算與物聯網、物聯網安全、物聯網體系結構及綜合實訓、信號與系統概論、現代感測器技術、數據結構、計算機組成原理、計算機網路、現代通信技術、操作系統等課程以及多種選修課。

物聯網專業是一門交叉學科，涉及計算機、通信技術、電子技術、測控技術等專業基礎知識，以及管理學、軟體開發等多方面知識。作為一個處於摸索階段的新興專業，各校都專門制定了物聯網專業人才培養方案。

(3)tinyos源碼擴展閱讀：

典型應用：

智能家居

目前智能家居才剛剛興起，物聯網1.0時代的核心將會是「技術」，國內絕大部分傳統廠商比較缺乏的是軟硬結合的開發實力。

因此在這一階段，氦氪想做的是先用一整套高效快速的解決方案幫助廠商們打好地基。而在智能家居市場的地基初步打好後，物聯網2.0時代的核心會轉移到「服務」上，比如：

電商、音樂、社交方面的互聯網服務；

數據運營中心，提供數據存儲、挖掘、智能演算法等服務，協助市場運營、了解用戶偏好等；

智慧控制系統，包括AI、語音識別、手勢交互等；

安全系統，提供通訊、數據存儲安全安全保障；

視頻雲，提供大數據量的圖像、圖片以及圖像識別服務；

這時，這類「服務」將會成為氦氪關注的重點。蘇立挺告訴我，目前他們已經基本完成了物聯網1.0階段想做的事情，正在向市場推這套智能硬體解決方案，同時他們也開始進行了物聯網2.0階段的一些服務開發。

在采訪過程中，蘇立挺多次表達了這樣一個觀點：物聯網發展的最終核心是雲端技術的比拼 。也正因為此，氦氪在自己的雲端服務上加重了對可拓展性、兼容性、以及自由度的打磨。