Was ist ein Embedded OS (Betriebssystem)?

Betriebssysteme steuern die Hardware eines Computers. Sie verwalten Ressourcen, stellen Benutzern die Hardware zur Entwicklung von Anwendungen zur Verfügung und führen Code aus.

Aber nicht alle Betriebssysteme sind gleich.

Wo Desktop-Betriebssysteme wie Windows allgegenwärtig sind, bleiben andere Betriebssysteme unserer Sicht verborgen. Die meisten Menschen wissen nicht einmal, dass es sie gibt.

Die Rede ist von eingebetteten Betriebssystemen.

Mal sehen, was ein eingebettetes Betriebssystem ist und wie es sich von einem nicht eingebetteten Betriebssystem unterscheidet.

Was ist ein eingebettetes Betriebssystem?

Ein eingebettetes Betriebssystem ist eine Software, die darauf abzielt, ein eingebettetes System zu steuern.

Ein eingebettetes System ist eine Kombination aus Hardware und Software, die zur Ausführung einer hochspezialisierten Aufgabe verwendet wird. Betrachten Sie zum Beispiel das Beispiel eines modernen Smart-TVs. Der Mikroprozessor und die zugehörige Hardware im Fernseher werden von einem eingebetteten Betriebssystem gesteuert.

Ein eingebettetes Betriebssystem steuert also die Hardwareressourcen eines eingebetteten Systems und ermöglicht die Ausführung von Code auf der Hardware. Der Code, den ein eingebettetes Betriebssystem ausführt, führt festgelegte Aufgaben wie die Steuerung von Internet of Things (IoT)-Geräten aus.

Wie funktioniert ein eingebettetes Betriebssystem?

Ein eingebettetes Betriebssystem funktioniert wie ein normales Betriebssystem mit einigen wesentlichen Unterschieden. Da ein eingebettetes Betriebssystem verwendet wird, um ein System mit weitaus weniger Ressourcen zu verwalten als ein vollwertiges Desktop-Betriebssystem, ist es hocheffizient und führt nur einen festen Satz von Funktionen aus.

Nehmen wir das Beispiel eines eingebetteten Betriebssystems, das in einer Türklingelkamera wie Ring arbeitet. Das eingebettete Betriebssystem, das die Kamerahardware steuert, führt den Code aus, der die Kamera ihre Arbeit erledigen lässt.

Von sich mit dem Wi-Fi-Netzwerk verbinden bis hin zur Bewegungserkennung und Videoaufzeichnung ist das eingebettete Betriebssystem für die Verwaltung der Hardwareressourcen verantwortlich, um dies alles zu ermöglichen.

Auf der höchsten Ebene wird jedes Mal, wenn ein Gerät mit einem eingebetteten System eingeschaltet wird, das eingebettete Betriebssystem, das das Gerät mit Strom versorgt, hochgefahren. Während dieser Hochfahrphase wird auch der gesamte Code, den das eingebettete System zum Funktionieren benötigt, einschließlich des Betriebssystems, geladen und zur Ausführung bereit gemacht.

Daher muss ein eingebettetes Betriebssystem im Gegensatz zu einem Desktop-Betriebssystem nicht jedes Mal Code aus dem Speicher laden, wenn es eine Funktion ausführen muss.

Arten von eingebetteten Betriebssystemen

Eingebettete Betriebssysteme sind auf die Anforderungen der Systeme zugeschnitten, in denen sie verwendet werden. Während einige eingebettete Betriebssysteme Systeme steuern, die nur eine Aufgabe wiederholt ausführen, verwalten andere eingebettete Betriebssysteme Systeme, die mehrere Aufgaben gleichzeitig ausführen.

Im Allgemeinen werden eingebettete Betriebssysteme unterteilt in Multitasking, Echtzeit, und einfache Wiederholung.

Multitasking

Ein eingebettetes Multitasking-Betriebssystem ist ein Betriebssystem, das ein eingebettetes System steuert, das mehrere Aufgaben ausführen muss. Die Aufgaben können gleichzeitig ausgeführt werden, wenn der in dem eingebetteten System verwendete Mikroprozessor dazu in der Lage ist, oder sie können so geplant werden, dass sie gemäß dem Planungsalgorithmus ausgeführt werden.

Ein Beispiel für ein eingebettetes Multitasking-Betriebssystem ist das Betriebssystem, das in Internet-of-Things-Geräten wie intelligenten Lautsprechern verwendet wird. Die smarten Lautsprecher müssen nicht nur Musik ausgeben, sondern sich auch mit dem Internet verbinden und nach Musik suchen.

Echtzeit

Ein Echtzeit-Embedded-Betriebssystem ist eines, das unter strengen Zeitbeschränkungen arbeitet. Ein solches eingebettetes Betriebssystem muss Eingaben in der vorgesehenen Zeit empfangen und verarbeiten, oder das System fällt aus.

Betrachten Sie das Beispiel eines Notbremssystems in Autos. Sobald das System eine drohende Kollision erkennt, aktiviert das Embedded OS das Bremssystem. Wenn das OS die Bremsen nicht rechtzeitig einleitet, kann es zu einer folgenschweren Kollision kommen.

Einfache Wiederholung

Ein Single-Loop-Embedded-OS ist ein Betriebssystemtyp, der eine einzelne Funktion wiederholt ausführt. Die einzige Aufgabe eines solchen eingebetteten Betriebssystems besteht darin, die Eingabe zu übernehmen und eine Ausgabe in einer Schleife zu erzeugen.

Ein gängiges Beispiel für ein Single-Loop-Embedded-OS ist das OS, das in Bewegungsmeldern verwendet wird. Bewegungsmelder erkennen Bewegungen und das eingebettete System schaltet die Lichter ein, wenn eine Bewegung erkannt wird.

Eingebettet vs. Nicht eingebettetes Betriebssystem: Was ist der Unterschied?

Der größte Unterschied zwischen einem eingebetteten Betriebssystem und einem nicht eingebetteten Betriebssystem ist der Anwendungssatz, den das Betriebssystem ausführt. Im Fall eines eingebetteten Betriebssystems ist der Anwendungssatz festgelegt. Die Hardware des eingebetteten Systems ist darauf ausgelegt, diesen spezifischen Anwendungssatz auszuführen.

Andererseits können nicht eingebettete Betriebssysteme wie Windows und macOS wurden entwickelt, um Hardwarezugriff auf Benutzeranwendungen zu ermöglichen. Benutzer können jede gewünschte App installieren, solange sie für die Ausführung auf dem Betriebssystem ausgelegt ist. Die Hardware, auf der ein nicht eingebettetes Betriebssystem ausgeführt wird, ist ebenfalls bis zu einem gewissen Grad anpassbar.

Darüber hinaus ist ein eingebettetes Betriebssystem spezialisiert. Mit anderen Worten, unterschiedliche eingebettete Systeme haben unterschiedliche eingebettete Betriebssysteme. Nicht eingebettete Betriebssysteme hingegen sind universell einsetzbar und unterstützen eine Vielzahl von Hardwarekonfigurationen.

Im Allgemeinen ist ein System, das von einem eingebetteten Betriebssystem gesteuert wird, oft Teil eines größeren Systems. Beispielsweise funktioniert ein eingebettetes System zur Messung der Temperatur eines Raums als Teil eines größeren Klimatisierungssystems oder des Endprodukts.

Nicht eingebettete Betriebssysteme steuern das Endprodukt selbst.

Allgemeine Verwendung eines eingebetteten Betriebssystems

Eingebettete Betriebssysteme sind überall um uns herum. Einige gängige Beispiele für eingebettete Betriebssysteme sind diejenigen, die verwendet werden in:

• Internet of Things-Geräte wie intelligente Glühbirnen und intelligente Temperatursensoren etc.
• Autos für die Klimatisierung und Wartung.
• Navigationssysteme für Flugzeuge.
• GPS-Tracker und Fitnesstracker.

Dies sind nur einige Beispiele für eingebettete Betriebssysteme. Im Allgemeinen hat jeder Mikrocontroller ein eingebettetes Betriebssystem, das Dinge hinter den Kulissen ausführt.

Eingebettete Betriebssysteme sind entscheidend dafür, dass Technologien um uns herum funktionieren

Die meisten von uns sind sich nicht bewusst, welche Auswirkungen eingebettete Betriebssysteme auf unser Leben haben. Von integrierten Rauch- und Temperatursensoren in unseren Häusern bis hin zum Betrieb medizinischer Geräte sind eingebettete Betriebssysteme entscheidend für das Funktionieren der Technologien um uns herum.

Wenn Sie also eingebettete Betriebssysteme besser verstehen möchten, investieren Sie in ein Smart-Home-Gadget. Ein intelligentes Schloss ist beispielsweise eine großartige und einfache Möglichkeit, intelligente, alltägliche Technologien in Ihr Leben zu integrieren.

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