Linux在工業與嵌入式的應用

網路資訊化飛速發展，各種系統在機器控制領域廣泛應用。對各種工業操控裝置的網路功用要求也越來越高。當前比較緊迫的要求是希望工業操控裝置能夠支援TCP/IP以及其它網路協議，並且能夠經過使用者瞭解的瀏覽器檢視裝置狀況、設定裝置引數，或者將裝置收集到的資料經過網路傳送到Windows或Unix/ 伺服器上的資料庫中，且能透過移動客戶端在異地隨時能夠檢視，這就要求工控體系有必要具有兩方面的功用：一是要在現場完成雜亂的測控任務，一般一些任務都具有實時性要求；二是要求測控體系能夠與某一型別的操控網相連，以完成遠端監控。在目前運用的大多數測控體系中，嵌入式體系的硬體選用的是8/16位微控制器；軟體多選用匯編語言程式設計，由於這些程式僅包括一些簡略的迴圈處理操控流程。因而，微控制器與微控制器或上級之間的通訊一般經過RS232、RS485來組網。這些網路存在通訊速度慢、聯網功用差、開發困難等問題。工業乙太網已逐步完善，在工業操控範疇取得越來越多的運用。工業乙太網運用的是TCP/IP協議，因而便於聯網，並具有高速,易於控制等優點。

 

 

 

目前，32位嵌入式CPU價格的下降和效能指標的進步，為嵌入式體系的廣泛運用鋪平了道路。那麼，限制嵌入式應用大規模應用的瓶頸就突出地表現在軟體方面。儘管從上世紀八十年代末開端，現已連續出現了一些嵌入式操作體系（比較著名的有Vxwork、pSOS、Neculeus和WindowsCE等），但這些專用操作體系都是商業化產品，其高昂的價格使許多出產低端產品的小公司望而生畏；並且，原始碼的封閉性也大大限制了開發者的積極性。Linux系統在嵌入式體系架構中的應用已經是業界現達成共識。 l inux 在嵌入式領域 的運用是 大勢所趨。嵌入式Linux作業系統擁有程式碼精煉、介面友善、穩定可靠、易開發、多工，並且價格低廉的的巨大優勢。

嵌入式 linux 是依照嵌入式操作體系的要求而設計的一種小型操作體系，它由一個Kernel（核心）及一些根據需要進行定製的體系模組組成。Kernel一般只要幾百kB左右，即使 加上必要的模組和運用程式，所需的儲存空間也很小。它具有多工、多程式、具有實時性的特徵，一個 小型的嵌入式 linux 體系只需要載入程式、 linux 微核心、初始化程式3個根本元素。執行嵌入式Linux的CPU能夠是x86、Alpha、Sparc、MIPS、PPC等。與這些晶元搭配的主機板都很小，一般只要一張PCI卡大小，有的甚至更小。嵌入式 linux 所需的儲存器不是軟磁碟、硬碟、Zip盤、CD-ROM、DVD這些眾所周知的常規儲存器，它首要運用Rom、CompactFlash、M-Systems的DiskOnChip、Sony的MemoryStick、IBM的MicroDrive等體積極小（與主機板上的BIOS大小相近），且儲存容量不太大的儲存器。它的記憶體能夠運用普通的記憶體，也能夠運用專用的RAM。

 

通常 linux 核心一般駐留在記憶體中，每一個執行程式都是從磁碟呼叫到記憶體上執行。 當程式執行完畢後，它所佔用的記憶體就被釋放，程式就被 解除安裝 了。而在一個嵌入式體系裡，可能沒有磁碟。有兩種途徑能夠消除對磁碟的依賴，一是在一個精簡的體系裡，當體系啟動後，核心和一切的運用程式都存在記憶體裡。這是大多數傳統的嵌入式體系的作業形式，同樣Linux。第二種便是 linux 所特有的功用，由於 linux 現已有才能“載入”和“解除安裝”程式，因而，一個嵌入式體系就能夠利用它來節省記憶體。而快閃記憶體能夠被用來作為檔案存貯。用快閃記憶體驅動程式作為從快閃記憶體到檔案體系的介面便是一種選擇。當然，也能用一個快閃記憶體磁碟。用快閃記憶體來脫離對磁碟的需求一般有DiskOnChip以及CmopactFlash卡等方式。

 

與其它嵌入式操作體系比較， linux 的原始碼是開放的，不存在黑箱操作。如果你想在工控領域一試身手，但是對linux還不是很瞭解，我推薦你來看看 這本入門好書。 控除了對物理環境要求很高，對 linux 的系統應用也是有著比較高的要求，不知道 linux 命令也是不行的， 因為 學習好 linux 系統是通往智慧工控領域的必經之路。 linux 作為一種可以定製的的作業系統，已經成為目前以及未來嵌入式裝置產品的絕佳搭配。 linux 與生俱來的優異網路效能更為今後的開展鋪平了一條寬廣平坦的大道。因而，在堅持 linux 核心體系更小、更安穩、更具價格競爭力等優勢的一起，對體系核心進行實時性最佳化，更加使之能夠調理對工業操控範疇高實時性的要求。這也正是嵌入式 linux 操作體系在嵌入式工控體系中的開展地點。也使 linux 成為嵌入式操作體系中的主力軍。