如今，嵌入式系统开发人员可以使用各种各样的操作系统。当然最直白的操作系统就是没有操作系统！然而，今天的许多系统是复杂的、相互连接的系统，其中可能需要操作系统。当需要时，嵌入式开发人员通常会使用实时操作系统(RTOS)或Linux来帮助他们管理复杂性。但是，如何在裸机、RTOS和Linux之间做出选择并不总是一目了然的。每种选择都有其优点和缺点。

这篇文章将探讨你在选择操作系统时应该考虑的系统特性

产品的生命周期成本

为嵌入式系统选择操作系统首先要了解产品的生命周期成本和需求。需要在产品的材料清单(BOM)成本和软件维护成本之间进行权衡。例如，使用Linux的嵌入式系统发现更容易利用开源软件，并找到可以编写系统软件的开发人员。然而，基于Linux的系统比基于微控制器的系统具有更复杂的硬件要求，并且可能具有更高的BOM成本。基于微控制器的系统可能成本更低，但能够成功设计和维护这些系统的开发人员也更少。

设计师需要权衡硬件和软件成本，以确定他们的产品使用可以运行Linux的硬件是否有意义，或者是否有一个更便宜、CPU占用更少的解决方案更适合。

要考虑的物理特征

说到硬件能力和要求，嵌入式开发人员在选择嵌入式操作系统时，检查硬件选择的物理特性也很重要。应当考虑的微处理器或微控制器的物理因素包括：

外围特征集

CPU时钟速度

可用的闪存

可用RAM

硬件对系统的物理限制可能会立即限制你可以使用的选项。例如，运行嵌入式Linux通常需要处理器包含一个内存管理单元(MMU)。但是，微控制器没有MMU。因此，要运行Linux，设计人员至少需要一个Cortex-A系列的应用处理器，而不是Cortex-M系列的微控制器(尽管情况变化很快，有些人可能拥有带MMU和合理时钟速率的微控制器)。

要运行嵌入式Linux，硬件还必须至少有8 GB的存储空间、16 GB的RAM和8–16mb的内部闪存。像Linux这样的内核可能也需要至少500 MHz的处理器。这远远高于运行RTOS所需的容量，后者至少需要4 kB的RAM、64 kB的闪存和24 MHz的CPU。

实时性能

根据经验，探索裸机、RTOS和基于Linux的系统之间的实时性能特征是一个棘手的问题。专注于基于微控制器的实时系统的嵌入式开发工程师经常会告诉你，你无法从Linux系统获得真正的实时性能。Linux工程师会告诉你这不是真的；有实时补丁，它提供实际的实时行为。从那时起，争论通常会变得激烈。

无论你站在哪一边，看看实时需求并利用它们来选择你的操作系统是很重要的。评估系统需要有多确定，并根据这些需求评估你的操作系统。

软件库集成

使用裸机、RTOS或Linux之间的一个重要区别是开发人员可用的软件库的可用性和集成程度。在裸机领域，你只能靠自己。你要么从头开始编写软件，要么自己集成第三方库。另一方面，RTOS将附带一套已经与RTOS集成的库。例如，人们可能会发现循环缓冲区、内存管理工具、文件系统等。更多的库是可用的和集成的，但是可能仍然需要自己做一些工作。

当你看Linux时，感觉开发者有几乎无限的可用库，并且已经与系统集成。嵌入式Linux最吸引人和增值的特点是软件库的可用性和集成性。嵌入式开发者有一个完整的操作系统供他们使用。这很强大，但也有潜在的危险。

不要忘记安全性

如今，许多设计师都在构建互联系统，这些系统必须具备安全的解决方案。操作系统在安全解决方案中扮演着重要的角色。例如，如果在Linux内核使用的标准库中发现了一个漏洞，那么每个Linux设备在打补丁之前都有这个漏洞。裸机或基于RTOS的系统不存在同样漏洞的可能性很高。特定的操作系统比其他操作系统更容易成为黑客攻击的目标，因为黑客可以利用这些工具来攻击这些设备。在Linux系统防御中，我们相信仍然设置了默认密码，但它表明，如果你不花时间正确配置你的操作系统，那么破解它也不需要太多时间。

结论

嵌入式开发人员在选择操作系统时应该考虑很多特性。第一个特征更多地与成本和建筑产品的商业方面有关。然而，更重要的属性，如可用的库、安全性、可维护性等，也起着至关重要的作用。