嵌入式实时操作系统TRON及其应用综述
发布时间:2008/5/27 0:00:00 访问次数:436
1 引言
tron(the real-time operating system nucleus)是一种在国内的知名度非常低的嵌入式实时操作系统,但是却占据了全球微处理器操作系统市场大约60%的份额,这远远超过了windows的普及程度。它已经安装到了全球30亿到40亿台电子产品当中,涉及从数码相机、通信设备、媒体播放器到汽车电子等广泛领域。主要用户包括ntt docomo、toyota、cannon、ricoh、panasonic、sony、nec、toshiba、hitachi、fujitsu等国际著名企业,且已在其各自的领域使用了20年。本文简单地介绍tron的发展、结构及其典型应用等,希望能有助于推动其在国内的研究和应用。
2 tron与t-engine简介
tron是由日本东京大学ken sakamura教授于1984年提出的计算机操作系统规范,目的是构建一种理想的计算机结构,实现新的计算体系——泛在计算环境(ubiquitous computing environment)。所谓“泛在计算环境”是指将微型计算机嵌入到日常生活中的所有机器、设备、工具中,通过网络相互通信,协调运行,以实现高度计算机化的社会环境。为了使计算机嵌入到包括移动通信器等在内的各种机器中,需要这种计算机结构必须小型化并有很好的实时性能。为此,1984年ken sakamura教授提倡启动了“tron项目”。在这20年间,先后推出了itron(嵌入式系统实时多任务操作系统规范)、jtron(java与itron的混合操作系统规范)、btron(计算机及手机等终端的操作系统规范体系)、ctron(以通信控制及信息处理为目的的操作系统接口规范)及tron hmi(面向各种电子设备的人机界面标准)等规范。
tron项目为了向世界推广,一直采用自由开源、弱标准化的方针,也曾经出现过多种版本的开发环境及操作系统式样。随着嵌入式系统的高功能、网络化、高度hmi化,软件开发和调试都变得非常复杂。tron相关软件的可移植性、可重用性出现了问题。加之嵌入软件开发技术人员严重不足,缺乏可以兼容的软件中间件。
为了实现更为有效的实时操作系统的嵌入式计算结构,tron项目启动了t-engine项目。t-engine是为了在短时间内高效开发实时嵌入式系统而设计的,由标准化硬件结构(t-engine)与标准开源实时操作系统核心(t-kernel)组成的嵌入式系统的开放式标准平台。
在t-engine开发过程中,搭载的cpu为可变的,而规定了其他硬件结构规范、操作系统核心界面规范、对象数据格式规范等要素,使tron在标准化的基础结构上,具备充分的外围资源及开发环境。这个开放式标准平台结构的最大目标是将cpu从基础结构中独立出来,使在t-kernel上开发的中间件可不依存于cpu结构而移植。
通过使用丰富的中间件,可以做到大幅度缩短应用系统开发时间及降低成本;通过使用高质量的硬件和软件,可方便地进行调试;在小批量生产时可照原样开发平台;系统既稳定、尺寸又小,很容易使其直接成为产品,可在很短时间内投向市场。
为将t-engine这种体系结构向世界推广,使之成为一种国际标准,2002年成立了t-engine论坛,目前已经在全世界拥有478家会员公司(截至2006年8月2日)。就连微软也不敢小视,在2003年的年底,微软也加入了tron阵营,使windows ce兼容tron系统。由此,在计算技术向前迈出了一大步。
3 t-engine基础架构
3.1 t-engine 硬件结构规范
(1) 标准t-engine
这种开发硬件平台面向于具有高级用户接口的设备,例如有液晶屏和触摸屏的便携式信息设备。其具有如usb、串口等通用接口,还具有75mm×120mm的紧凑尺寸,不做修改即可直接应用于多种产品。
(2) μt-engine (micro t-engine)
这种微型开发硬件平台面向于专门的设备控制,具有60mm×85mm的尺寸,没有液晶屏和触摸屏等用户接口。常用于开发移动信息设备、家用电气及计量测绘机器等。
(3) nt-engine (nano t-engine)
这种毫微型平台用于驱动并控制照明器具、开关、锁、阀门等小型设备,将这些节点组成实时网络,构成泛在计算环境。
(4) pt-engine(pico t-engine)
这种微微型平台是一种低功耗的超小型网络节点,可以组装到泛在计算环境的所有物品中来构建一个传感器网络。
3.2 t-engine软件结构规范
t-engine的软件环境主要包括t-monitor、t-kernel、设备驱动、t-kernel标准扩展、中间件和应用软件这几个部分。如图1所示。
(1) t-monitor
作为启动实时操作系统核心及支援调试的软件。
(2) t-kernel
t-kernel是在标准t-engine、μt-engine上运行的开放式实时操作系统核心软件。它有别于其他开源软件的地方在于它是单一源代码软件,具有强标准化特点,这保证了其作为各种中间件发布的平台。t-kernel的使用许可(t-license)还规定,t-kernel源代码的改变和发布必须经过许可,用其开发的新产品的软件不要求必须公开,这有别于gpl(general public license)。使用t-kernel源代码是不收版权费的,这样就可以同时满足产品低成本和保密的需要。
(3) 设备驱动
tron(the real-time operating system nucleus)是一种在国内的知名度非常低的嵌入式实时操作系统,但是却占据了全球微处理器操作系统市场大约60%的份额,这远远超过了windows的普及程度。它已经安装到了全球30亿到40亿台电子产品当中,涉及从数码相机、通信设备、媒体播放器到汽车电子等广泛领域。主要用户包括ntt docomo、toyota、cannon、ricoh、panasonic、sony、nec、toshiba、hitachi、fujitsu等国际著名企业,且已在其各自的领域使用了20年。本文简单地介绍tron的发展、结构及其典型应用等,希望能有助于推动其在国内的研究和应用。
2 tron与t-engine简介
tron是由日本东京大学ken sakamura教授于1984年提出的计算机操作系统规范,目的是构建一种理想的计算机结构,实现新的计算体系——泛在计算环境(ubiquitous computing environment)。所谓“泛在计算环境”是指将微型计算机嵌入到日常生活中的所有机器、设备、工具中,通过网络相互通信,协调运行,以实现高度计算机化的社会环境。为了使计算机嵌入到包括移动通信器等在内的各种机器中,需要这种计算机结构必须小型化并有很好的实时性能。为此,1984年ken sakamura教授提倡启动了“tron项目”。在这20年间,先后推出了itron(嵌入式系统实时多任务操作系统规范)、jtron(java与itron的混合操作系统规范)、btron(计算机及手机等终端的操作系统规范体系)、ctron(以通信控制及信息处理为目的的操作系统接口规范)及tron hmi(面向各种电子设备的人机界面标准)等规范。
tron项目为了向世界推广,一直采用自由开源、弱标准化的方针,也曾经出现过多种版本的开发环境及操作系统式样。随着嵌入式系统的高功能、网络化、高度hmi化,软件开发和调试都变得非常复杂。tron相关软件的可移植性、可重用性出现了问题。加之嵌入软件开发技术人员严重不足,缺乏可以兼容的软件中间件。
为了实现更为有效的实时操作系统的嵌入式计算结构,tron项目启动了t-engine项目。t-engine是为了在短时间内高效开发实时嵌入式系统而设计的,由标准化硬件结构(t-engine)与标准开源实时操作系统核心(t-kernel)组成的嵌入式系统的开放式标准平台。
在t-engine开发过程中,搭载的cpu为可变的,而规定了其他硬件结构规范、操作系统核心界面规范、对象数据格式规范等要素,使tron在标准化的基础结构上,具备充分的外围资源及开发环境。这个开放式标准平台结构的最大目标是将cpu从基础结构中独立出来,使在t-kernel上开发的中间件可不依存于cpu结构而移植。
通过使用丰富的中间件,可以做到大幅度缩短应用系统开发时间及降低成本;通过使用高质量的硬件和软件,可方便地进行调试;在小批量生产时可照原样开发平台;系统既稳定、尺寸又小,很容易使其直接成为产品,可在很短时间内投向市场。
为将t-engine这种体系结构向世界推广,使之成为一种国际标准,2002年成立了t-engine论坛,目前已经在全世界拥有478家会员公司(截至2006年8月2日)。就连微软也不敢小视,在2003年的年底,微软也加入了tron阵营,使windows ce兼容tron系统。由此,在计算技术向前迈出了一大步。
3 t-engine基础架构
3.1 t-engine 硬件结构规范
(1) 标准t-engine
这种开发硬件平台面向于具有高级用户接口的设备,例如有液晶屏和触摸屏的便携式信息设备。其具有如usb、串口等通用接口,还具有75mm×120mm的紧凑尺寸,不做修改即可直接应用于多种产品。
(2) μt-engine (micro t-engine)
这种微型开发硬件平台面向于专门的设备控制,具有60mm×85mm的尺寸,没有液晶屏和触摸屏等用户接口。常用于开发移动信息设备、家用电气及计量测绘机器等。
(3) nt-engine (nano t-engine)
这种毫微型平台用于驱动并控制照明器具、开关、锁、阀门等小型设备,将这些节点组成实时网络,构成泛在计算环境。
(4) pt-engine(pico t-engine)
这种微微型平台是一种低功耗的超小型网络节点,可以组装到泛在计算环境的所有物品中来构建一个传感器网络。
3.2 t-engine软件结构规范
t-engine的软件环境主要包括t-monitor、t-kernel、设备驱动、t-kernel标准扩展、中间件和应用软件这几个部分。如图1所示。
(1) t-monitor
作为启动实时操作系统核心及支援调试的软件。
(2) t-kernel
t-kernel是在标准t-engine、μt-engine上运行的开放式实时操作系统核心软件。它有别于其他开源软件的地方在于它是单一源代码软件,具有强标准化特点,这保证了其作为各种中间件发布的平台。t-kernel的使用许可(t-license)还规定,t-kernel源代码的改变和发布必须经过许可,用其开发的新产品的软件不要求必须公开,这有别于gpl(general public license)。使用t-kernel源代码是不收版权费的,这样就可以同时满足产品低成本和保密的需要。
(3) 设备驱动
1 引言
tron(the real-time operating system nucleus)是一种在国内的知名度非常低的嵌入式实时操作系统,但是却占据了全球微处理器操作系统市场大约60%的份额,这远远超过了windows的普及程度。它已经安装到了全球30亿到40亿台电子产品当中,涉及从数码相机、通信设备、媒体播放器到汽车电子等广泛领域。主要用户包括ntt docomo、toyota、cannon、ricoh、panasonic、sony、nec、toshiba、hitachi、fujitsu等国际著名企业,且已在其各自的领域使用了20年。本文简单地介绍tron的发展、结构及其典型应用等,希望能有助于推动其在国内的研究和应用。
2 tron与t-engine简介
tron是由日本东京大学ken sakamura教授于1984年提出的计算机操作系统规范,目的是构建一种理想的计算机结构,实现新的计算体系——泛在计算环境(ubiquitous computing environment)。所谓“泛在计算环境”是指将微型计算机嵌入到日常生活中的所有机器、设备、工具中,通过网络相互通信,协调运行,以实现高度计算机化的社会环境。为了使计算机嵌入到包括移动通信器等在内的各种机器中,需要这种计算机结构必须小型化并有很好的实时性能。为此,1984年ken sakamura教授提倡启动了“tron项目”。在这20年间,先后推出了itron(嵌入式系统实时多任务操作系统规范)、jtron(java与itron的混合操作系统规范)、btron(计算机及手机等终端的操作系统规范体系)、ctron(以通信控制及信息处理为目的的操作系统接口规范)及tron hmi(面向各种电子设备的人机界面标准)等规范。
tron项目为了向世界推广,一直采用自由开源、弱标准化的方针,也曾经出现过多种版本的开发环境及操作系统式样。随着嵌入式系统的高功能、网络化、高度hmi化,软件开发和调试都变得非常复杂。tron相关软件的可移植性、可重用性出现了问题。加之嵌入软件开发技术人员严重不足,缺乏可以兼容的软件中间件。
为了实现更为有效的实时操作系统的嵌入式计算结构,tron项目启动了t-engine项目。t-engine是为了在短时间内高效开发实时嵌入式系统而设计的,由标准化硬件结构(t-engine)与标准开源实时操作系统核心(t-kernel)组成的嵌入式系统的开放式标准平台。
在t-engine开发过程中,搭载的cpu为可变的,而规定了其他硬件结构规范、操作系统核心界面规范、对象数据格式规范等要素,使tron在标准化的基础结构上,具备充分的外围资源及开发环境。这个开放式标准平台结构的最大目标是将cpu从基础结构中独立出来,使在t-kernel上开发的中间件可不依存于cpu结构而移植。
通过使用丰富的中间件,可以做到大幅度缩短应用系统开发时间及降低成本;通过使用高质量的硬件和软件,可方便地进行调试;在小批量生产时可照原样开发平台;系统既稳定、尺寸又小,很容易使其直接成为产品,可在很短时间内投向市场。
为将t-engine这种体系结构向世界推广,使之成为一种国际标准,2002年成立了t-engine论坛,目前已经在全世界拥有478家会员公司(截至2006年8月2日)。就连微软也不敢小视,在2003年的年底,微软也加入了tron阵营,使windows ce兼容tron系统。由此,在计算技术向前迈出了一大步。
3 t-engine基础架构
3.1 t-engine 硬件结构规范
(1) 标准t-engine
这种开发硬件平台面向于具有高级用户接口的设备,例如有液晶屏和触摸屏的便携式信息设备。其具有如usb、串口等通用接口,还具有75mm×120mm的紧凑尺寸,不做修改即可直接应用于多种产品。
(2) μt-engine (micro t-engine)
这种微型开发硬件平台面向于专门的设备控制,具有60mm×85mm的尺寸,没有液晶屏和触摸屏等用户接口。常用于开发移动信息设备、家用电气及计量测绘机器等。
(3) nt-engine (nano t-engine)
这种毫微型平台用于驱动并控制照明器具、开关、锁、阀门等小型设备,将这些节点组成实时网络,构成泛在计算环境。
(4) pt-engine(pico t-engine)
这种微微型平台是一种低功耗的超小型网络节点,可以组装到泛在计算环境的所有物品中来构建一个传感器网络。
3.2 t-engine软件结构规范
t-engine的软件环境主要包括t-monitor、t-kernel、设备驱动、t-kernel标准扩展、中间件和应用软件这几个部分。如图1所示。
(1) t-monitor
作为启动实时操作系统核心及支援调试的软件。
(2) t-kernel
t-kernel是在标准t-engine、μt-engine上运行的开放式实时操作系统核心软件。它有别于其他开源软件的地方在于它是单一源代码软件,具有强标准化特点,这保证了其作为各种中间件发布的平台。t-kernel的使用许可(t-license)还规定,t-kernel源代码的改变和发布必须经过许可,用其开发的新产品的软件不要求必须公开,这有别于gpl(general public license)。使用t-kernel源代码是不收版权费的,这样就可以同时满足产品低成本和保密的需要。
(3) 设备驱动
tron(the real-time operating system nucleus)是一种在国内的知名度非常低的嵌入式实时操作系统,但是却占据了全球微处理器操作系统市场大约60%的份额,这远远超过了windows的普及程度。它已经安装到了全球30亿到40亿台电子产品当中,涉及从数码相机、通信设备、媒体播放器到汽车电子等广泛领域。主要用户包括ntt docomo、toyota、cannon、ricoh、panasonic、sony、nec、toshiba、hitachi、fujitsu等国际著名企业,且已在其各自的领域使用了20年。本文简单地介绍tron的发展、结构及其典型应用等,希望能有助于推动其在国内的研究和应用。
2 tron与t-engine简介
tron是由日本东京大学ken sakamura教授于1984年提出的计算机操作系统规范,目的是构建一种理想的计算机结构,实现新的计算体系——泛在计算环境(ubiquitous computing environment)。所谓“泛在计算环境”是指将微型计算机嵌入到日常生活中的所有机器、设备、工具中,通过网络相互通信,协调运行,以实现高度计算机化的社会环境。为了使计算机嵌入到包括移动通信器等在内的各种机器中,需要这种计算机结构必须小型化并有很好的实时性能。为此,1984年ken sakamura教授提倡启动了“tron项目”。在这20年间,先后推出了itron(嵌入式系统实时多任务操作系统规范)、jtron(java与itron的混合操作系统规范)、btron(计算机及手机等终端的操作系统规范体系)、ctron(以通信控制及信息处理为目的的操作系统接口规范)及tron hmi(面向各种电子设备的人机界面标准)等规范。
tron项目为了向世界推广,一直采用自由开源、弱标准化的方针,也曾经出现过多种版本的开发环境及操作系统式样。随着嵌入式系统的高功能、网络化、高度hmi化,软件开发和调试都变得非常复杂。tron相关软件的可移植性、可重用性出现了问题。加之嵌入软件开发技术人员严重不足,缺乏可以兼容的软件中间件。
为了实现更为有效的实时操作系统的嵌入式计算结构,tron项目启动了t-engine项目。t-engine是为了在短时间内高效开发实时嵌入式系统而设计的,由标准化硬件结构(t-engine)与标准开源实时操作系统核心(t-kernel)组成的嵌入式系统的开放式标准平台。
在t-engine开发过程中,搭载的cpu为可变的,而规定了其他硬件结构规范、操作系统核心界面规范、对象数据格式规范等要素,使tron在标准化的基础结构上,具备充分的外围资源及开发环境。这个开放式标准平台结构的最大目标是将cpu从基础结构中独立出来,使在t-kernel上开发的中间件可不依存于cpu结构而移植。
通过使用丰富的中间件,可以做到大幅度缩短应用系统开发时间及降低成本;通过使用高质量的硬件和软件,可方便地进行调试;在小批量生产时可照原样开发平台;系统既稳定、尺寸又小,很容易使其直接成为产品,可在很短时间内投向市场。
为将t-engine这种体系结构向世界推广,使之成为一种国际标准,2002年成立了t-engine论坛,目前已经在全世界拥有478家会员公司(截至2006年8月2日)。就连微软也不敢小视,在2003年的年底,微软也加入了tron阵营,使windows ce兼容tron系统。由此,在计算技术向前迈出了一大步。
3 t-engine基础架构
3.1 t-engine 硬件结构规范
(1) 标准t-engine
这种开发硬件平台面向于具有高级用户接口的设备,例如有液晶屏和触摸屏的便携式信息设备。其具有如usb、串口等通用接口,还具有75mm×120mm的紧凑尺寸,不做修改即可直接应用于多种产品。
(2) μt-engine (micro t-engine)
这种微型开发硬件平台面向于专门的设备控制,具有60mm×85mm的尺寸,没有液晶屏和触摸屏等用户接口。常用于开发移动信息设备、家用电气及计量测绘机器等。
(3) nt-engine (nano t-engine)
这种毫微型平台用于驱动并控制照明器具、开关、锁、阀门等小型设备,将这些节点组成实时网络,构成泛在计算环境。
(4) pt-engine(pico t-engine)
这种微微型平台是一种低功耗的超小型网络节点,可以组装到泛在计算环境的所有物品中来构建一个传感器网络。
3.2 t-engine软件结构规范
t-engine的软件环境主要包括t-monitor、t-kernel、设备驱动、t-kernel标准扩展、中间件和应用软件这几个部分。如图1所示。
(1) t-monitor
作为启动实时操作系统核心及支援调试的软件。
(2) t-kernel
t-kernel是在标准t-engine、μt-engine上运行的开放式实时操作系统核心软件。它有别于其他开源软件的地方在于它是单一源代码软件,具有强标准化特点,这保证了其作为各种中间件发布的平台。t-kernel的使用许可(t-license)还规定,t-kernel源代码的改变和发布必须经过许可,用其开发的新产品的软件不要求必须公开,这有别于gpl(general public license)。使用t-kernel源代码是不收版权费的,这样就可以同时满足产品低成本和保密的需要。
(3) 设备驱动
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