(1)Linux的實(shí)時(shí)性擴(kuò)充

　　實(shí)時(shí)性是嵌入式操作系統(tǒng)的基本要求。由于Linux還不是一個(gè)真正的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，內(nèi)核不支持事件優(yōu)先級和搶占實(shí)時(shí)特性，所以在開發(fā)嵌入式Linux的過程中，首要問題是擴(kuò)展Linux的實(shí)時(shí)性能。對Linux實(shí)時(shí)性的擴(kuò)展可以從兩方面進(jìn)行：向外擴(kuò)展和向上擴(kuò)展。向外擴(kuò)展即從范圍上擴(kuò)展，讓實(shí)時(shí)系統(tǒng)支持的范圍更廣，支持的設(shè)備更多。目前的開發(fā)所面向的設(shè)備僅限于較簡單的有實(shí)時(shí)要求的串/并口數(shù)據(jù)采集、浮點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算等，而像實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)這樣實(shí)時(shí)系統(tǒng)的高級應(yīng)用還需進(jìn)一步發(fā)展。向上擴(kuò)展是擴(kuò)充Linux內(nèi)核，從功能上擴(kuò)充Linux的實(shí)時(shí)處理和控制系統(tǒng)。如嵌入式系統(tǒng)RT-Linux，它的基本原理是將Linux本身的任務(wù)以及Linux內(nèi)核本身作為一個(gè)優(yōu)先級最低的任務(wù)，而實(shí)時(shí)任務(wù)作為優(yōu)先級最高的任務(wù)，即在實(shí)時(shí)任務(wù)存在的情況下運(yùn)行實(shí)時(shí)任務(wù)，否則就運(yùn)行Linux本身的任務(wù)。實(shí)時(shí)任務(wù)不同于Linux普通進(jìn)程。它是以Linux的可裝載的內(nèi)核模塊(Loadable Kernel Module，LKM)的形式存在的，需要運(yùn)行實(shí)時(shí)任務(wù)的時(shí)候，將這個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)的內(nèi)核模塊插入到內(nèi)核中去，實(shí)時(shí)任務(wù)和Linux一般進(jìn)程之間的通信通過共享內(nèi)存或者FIFO通道來實(shí)現(xiàn)。

    (2)改變Linux內(nèi)核的體系結(jié)構(gòu)

　　Linux的內(nèi)核體系采用的是Monolithic。在這種體系結(jié)構(gòu)中，內(nèi)核的所有部分都集中在一起，而且所有的部件在一起編譯連接。這樣雖然能使系統(tǒng)的各部分直接溝通，有效地縮短任務(wù)之間的切換時(shí)間，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和CPU的利用率，且實(shí)時(shí)性好；但在系統(tǒng)比較大時(shí)體積也比較大，與嵌入式系統(tǒng)容量小、資源有限的特點(diǎn)不符。而另外一種內(nèi)核體系結(jié)構(gòu)MicroKernel， 在內(nèi)核中只包括了一些基本的內(nèi)核功能，如創(chuàng)建和刪除任務(wù)、任務(wù)調(diào)度、內(nèi)存管理和中斷處理等部分，而文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧等部分都是在用戶內(nèi)存空間運(yùn)行。這種結(jié)構(gòu)雖然執(zhí)行效率不如Monolithic內(nèi)核，但大大減小了內(nèi)核的體積，同時(shí)也方便了整個(gè)系統(tǒng)的升級、維護(hù)和移植，更能滿足嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)需要。為此，要使嵌入式Linux的應(yīng)用更加廣泛，若將Linux目前的Monolithic內(nèi)核結(jié)構(gòu)中的部分結(jié)構(gòu)改造成MicroKernel體系結(jié)構(gòu)，可使得到的Linux既具有很好的實(shí)時(shí)性，又能滿足嵌入式系統(tǒng)體積小的要求。

　　另外，Linux是一個(gè)需要占用存儲器的操作系統(tǒng)。雖然這可以通過減少一些不必要的功能來彌補(bǔ)，但可能會浪費(fèi)很多時(shí)間，而且容易帶來很大的麻煩。許多Linux的應(yīng)用程序都要用到虛擬內(nèi)存，這在許多嵌入式系統(tǒng)中是沒有價(jià)值的。所以，并不是一個(gè)沒有磁盤的Linux嵌入式系統(tǒng)就可以運(yùn)行任何Linux應(yīng)用程序。

    (3)完善Linux的集成開發(fā)環(huán)境

　　提供完整的集成開發(fā)環(huán)境是每一個(gè)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員所期待的。一個(gè)完整的嵌入式系統(tǒng)的集成開發(fā)環(huán)境一般需要提供的工具是：編譯/連接器、內(nèi)核調(diào)試/跟蹤器和集成圖形界面開發(fā)平臺。其中的集成圖形界面開發(fā)平臺包括編輯器、調(diào)試器、軟件仿真器和監(jiān)視器等。在Linux系統(tǒng)中，具有功能強(qiáng)大的gcc編譯器工具鏈，使用了基于GNU的調(diào)試器gdb的遠(yuǎn)程調(diào)試功能，一般由一臺客戶機(jī)運(yùn)行調(diào)試程序調(diào)試宿主機(jī)運(yùn)行的操作系統(tǒng)內(nèi)核; 在使用遠(yuǎn)程開發(fā)時(shí)還可以使用交叉平臺的方式，如在Windows平臺下的調(diào)試跟蹤器對Linux的宿主系統(tǒng)做調(diào)試。但是，Linux在基于圖形界面的特定系統(tǒng)定制平臺的研究上，與Windows操作系統(tǒng)相比還存在差距。因此，要使嵌入式Linux在嵌入式操作系統(tǒng)領(lǐng)域中的優(yōu)勢更加明顯，整體集成開發(fā)環(huán)境還有待提高和完善。

5 嵌入式Linux的發(fā)展及應(yīng)用前景

　　綜上，由于Linux具有對各種設(shè)備的廣泛支持性，因此，能方便地應(yīng)用于機(jī)頂盒、IA設(shè)備、PDA、掌上電腦、WAP手機(jī)、尋呼機(jī)、車載盒以及工業(yè)控制等智能信息產(chǎn)品中。與PC相比，手持設(shè)備、IA設(shè)備以及信息家電的市場容量要高得多，而Linux嵌入式系統(tǒng)的強(qiáng)大的生命力和利用價(jià)值，使越來越多的企業(yè)和高校表現(xiàn)出對它極大的研發(fā)熱情。藍(lán)點(diǎn)軟件公司、博利思公司、共創(chuàng)軟件聯(lián)盟、中科紅旗等公司都已將嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)作為自己的主要發(fā)展方向之一。

　　在嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用中，Linux嵌入式操作系統(tǒng)所具有的技術(shù)優(yōu)勢和獨(dú)特的開發(fā)模式給業(yè)界以新異。有理由相信，它能成為Internet時(shí)代嵌入式操作系統(tǒng)中的最強(qiáng)音。