CN1251071C - 多功能嵌入系统的实现方法 - Google Patents

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Abstract

一种多功能嵌入系统的实现方法，至少包括：计算机开机；BIOS启动，并记录用户按下的功能键码；如果用户没有按下任何功能键，则启动平台操作系统；启动结束；否则，根据记录的功能键码，启动该功能键码对应的嵌入式操作系统；启动功能键码对应的功能软件。本发明在PC硬件架构的平台上设计一种多功能嵌入式系统，在保证嵌入式系统稳定、可靠运行的基础上，在一个系统上实现了多个应用，充分利用了硬件资源，实现了一机多用和系统的多功能；并且实现了开机入口的多功能引导。

Description

多功能嵌入系统的实现方法
技术领域：
本发明涉及一种多功能嵌入系统的实现方法，特别是指一种在保证嵌入式系统稳定、可靠运行的基础上，在一个系统上实现多个应用或多功能引导的多功能嵌入系统的实现方法。
背景技术：
计算机技术的发展，使得计算机和家用电器的融合越来越明显。在现有的计算机中适当地加设相应的硬件，或运行一些软件，就可以提供家用电器的功能，例如：播放影碟、音碟、照片浏览、阅读电子图书、游戏娱乐等等。
但是，使用计算机来执行家用电器的功能，还有一些不方便之处。因为，通常情况下，计算机的开机操作比较漫长，而且启动相应的家电功能还需要更多的操作。相对于只提供功能比较单一，但是操作简单的一般家电而言，计算机的操作是比较烦琐的。参见图1，其为一般的用户使用计算机播放电视节目时必不可少的操作步骤。
有鉴于上述的问题，业界经过不断的努力，提出了比较有效的解决上述问题的技术方案：在计算机中加装嵌入式操作系统；并使得在计算机启动嵌入式操作系统后自动启动预先设定或装载好的功能应用软件，可以使用户减少很多操作，使得用户可以象使用普通家用电器一样操作计算机提供相应的家电功能。参见图2，其为改进以后的计算机播放电视节目时的操作，可见：一旦开机以后，用户可以不做更多的操作，就可以直接观看电视节目了。
嵌入式系统是指那些为具有特定功能的、小尺寸、低功耗、专用设备而特别设计的操作系统。为了保证系统的稳定性、可靠性，一般的一个嵌入式系统只完成一个或一种功能。这在某种程度上造成了硬件资源的浪费。
如果在考虑应用功能相关的基础上，在相同的硬件上，实现多个嵌入式应用，就可以大大提供硬件的使用效率。例如：电视机是一种具有单一功能的设备。用户使用电视机就是使用其电视功能，从利用率上讲时是很浪费的。如果在不增加成本的基础上，将照片浏览等相应的功能集成进去，就可以适当地拓宽嵌入式系统的应用。
一般的嵌入系统的硬件平台是固定的，例如，以前的电视机是黑白电视机，这与现在的彩色电视机有着很大的区别；而PC硬件则会随着业界设备的发展而发展。例如，CPU频率从1G上升到2G，主板的主要芯片组的更新，为用户提供更好用、更高性能的PC。如果在现在的PC架构上设计了电视的功能，那么随着显卡或者声卡的升级，只要在硬件架构上和驱动程序上作稍加的改动就可以提供给用户电视的功能。
在PC架构的硬件平台上开发嵌入操作系统则是一全新的概念，将开放的硬件架构与相对封闭的软件系统相结合是全新的课题，同时也为后续的发展提供了可能。一般的电脑只是平台性电脑与操作系统平台的统一体，而使电脑实现一般电脑+功能电脑的统一，目前还没有相应的技术。
发明内容：
本发明的主要目的在于提供一种多功能嵌入系统的实现方法，即：在PC硬件架构的平台上设计一种多功能嵌入式系统，在保证嵌入式系统稳定、可靠运行的基础上，在一个系统上实现多个应用，充分利用硬件资源，实现一机多用和系统的多功能。
本发明的另一目的在于提供了一种多功能嵌入系统的实现方法，实现开机入口的多功能引导。
本发明的目的是这样实现的：
一种多功能嵌入系统的实现方法，至少包括：
步骤100：计算机开机；
步骤110：BIOS启动，并记录用户按下的功能键码；
步骤120：如果用户没有按下任何功能键，则启动平台操作系统；启动结束；
步骤130：所述BIOS读取设定在硬盘上的启动程序代码；
步骤140：所述启动程序代码读取寄存的功能键码，到相应的硬盘存储位置引导嵌入式系统内核；
步骤150：启动功能键码对应的功能软件。
上述的步骤100具体包括：
步骤101：计算机开机后自动检测开机时的状态信息；
步骤102：如果计算机已经为正常工作状态；关闭计算机；
步骤103：如果计算机为休眠状态，则恢复计算机休眠前的状态；
步骤104：如果计算机为关机状态，则启动计算机。上述的嵌入式操作系统为一个或一个以上，并同时存放在计算机的存储装置中，该嵌入式操作系统对应一个或一个以上的功能软件。
一种多功能嵌入系统的实现方法，至少包括：
步骤100：计算机开机；
步骤210：BIOS启动，并记录用户按下的功能键码；
步骤220：启动嵌入式操作系统内核，同时启动主控制程序；
步骤230：如果用户没有按下任何功能键，则启动平台操作系统；启动结束；
步骤240：根据记录的功能键码进行功能调度处理；
步骤250：所述主控制程序判断启动程序代码传递的BIOS启动参数表单中的参数值，选择启动功能键码对应的应用软件。
上述的步骤100具体包括：
步骤101：计算机开机后自动检测开机时的状态信息；
步骤102：如果计算机已经为正常工作状态；关闭计算机；
步骤103：如果计算机为体眠状态，则恢复计算机休眠前的状态；
步骤104：如果计算机为关机状态，则启动计算机。
所述的调度处理具体为：对同一嵌入操作系统内核下的不同功能应用进行切换，在启动新功能应用的同时将旧功能应用完全关闭。
所述的嵌入式操作系统内核对应一个或一个以上的功能软件。
本发明在PC硬件架构的平台上设计一种多功能嵌入式系统，在保证嵌入式系统稳定、可靠运行的基础上，在一个系统上实现了多个应用，充分利用了硬件资源，实现了一机多用和系统的多功能；并且实现了开机入口的多功能引导。
附图说明：
图1为现有技术启动功能应用的一个具体流程示意图。
图2为现有技术启动功能应用的另一具体流程示意图。
图3为本发明一实施例的流程图。
图4为本发明另一实施例的流程图。
图5为本发明计算机开机过程中状态判断的流程图。
具体实施方式：
以下结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的详细说明：
实施例1：
参见图3、图5，本发明的一个实现途径为：为不同的启动按扭(功能键)设置不同的标识，在引导时，通过判断标识而引导不同的嵌入功能系统，即：嵌入式操作系统+相应的功能应用软件，然后再根据按下的功能键选择执行具体的应用功能软件。
针对每一功能应用都实现对应一基于嵌入式操作系统的应用程序，并使该功能应用与操作系统内核、硬件的驱动进行高度耦合。在设计上可以考虑嵌入式操作系统对功能应用的专一性与对PC硬件平台的通用性相结合，实现启动快速，功能突出的功能应用。例如：针对电视功能，可以将计算机中的网卡，调制解调硬件屏蔽掉，可以不挂接相应的驱动，这样就可以在启动时间稳定性上提供良好的功能。
对应于上述的嵌入功能系统，其存储介质为PC平台上的硬盘空间，该硬盘空间可以在一分区内或者专门为相应的应用所开辟的区域。各个嵌入功能系统相互独立地存储在相应的硬盘空间中。这样就可以在用户提出新的功能需求时，简单地将新设计的嵌入功能系统加载到硬盘空间。
实现上述的具体技术方案包括以下的步骤：
步骤100：计算机开机；
步骤110：BIOS启动，并记录用户按下的功能键码；
步骤120：如果用户没有按下任何功能键，则启动平台操作系统；启动结束；
步骤130：所述BIOS读取设定在硬盘上的启动程序代码；
步骤140：所述启动程序代码读取寄存的功能键码，到相应的硬盘存储位置引导嵌入式系统内核；
步骤150：启动功能键码对应的功能软件。
上述的步骤100具体包括：
步骤101：计算机开机后自动检测开机时的状态信息；
步骤102：如果计算机已经为正常工作状态；关闭计算机；
步骤103：如果计算机为休眠状态，则恢复计算机休眠前的状态；
步骤104：如果计算机为关机状态，则启动计算机。
上述的嵌入式操作系统为一个或一个以上，并同时存放在计算机的存储装置中，该嵌入式操作系统对应一个或一个以上的功能软件。
通常BIOS在进行完系统的正常自检后，读取硬盘0磁道第一个扇区信息，并加载到内存中执行，从而引导正常操作系统，为了实现多嵌入式操作系统下的应用，因此BIOS必须进行适当的修改，即：在计算机自检完毕后进行判断，若用户期望启动嵌入式系统则读取设定在硬盘其它固定位置(例如：硬盘末尾扇区)的启动程序代码(Bootload程序)，Bootload程序则通过读取寄存的功能代码再到相应功能系统的硬盘存储位置去引导对应嵌入式系统内核，系统选择在这时候不需要用户的干预而直接读取BIOS中寄存的功能代码。在硬盘的存储区，这些相应嵌入式功能系统的数据独立存储。
在Bootload程序启动完毕某嵌入式操作系统内核后，所有的工作就如同一般嵌入式操作系统一样了，可去运行相应功能应用程序。对于用户，他所看到的仅是当前的嵌入系统。
本方法多用于各嵌入式应用中差别较大、对运行应用所需驱动和相关支持程序的需求都各不相同的嵌入式操作系统。例如：一种应用是面向多媒体应用，它需要声卡、显卡、遥控器等多种硬件支持；而另一种应用仅作为哑终端实用。上述的方法既可以保证系统的性能，又可以照顾到应用表现形式和控制方式的不同。
实施例2：
参见图4、图5，本发明的另一个实现途径为：首先，针对所有的功能应用设置一嵌入式操作系统，并在该嵌入式操作系统上直接设计相应的功能应用，功能应用之间相对独立，但由于同时基于统一的嵌入式操作系统平台，所以具有通用性，可以通过内部直接的调度程序来实现功能应用之间的切换和直接使用。
同样，每一功能应用都与嵌入式操作系统内核、硬件的驱动进行高度耦合。在设计上可以考虑嵌入式操作系统对功能应用的专一性与对PC硬件平台的通用性相结合，实现启动快速、功能突出的功能应用。例如：针对电视功能，可以将计算机中的网卡，调制解调硬件屏蔽掉，可以不挂接相应的驱动，这样就可以在启动时间稳定性上提供良好的功能。
对应于上述的嵌入功能系统，其存储介质为PC平台上的硬盘空间，该硬盘空间可以是一分区内或者专门为相应的应用所开辟的区域。各个嵌入功能系统相互独立地存储在相应的硬盘空间中。这样就可以在用户提出新的功能需求时，简单地将新设计的嵌入功能系统加载到硬盘空间。
实现上述的具体技术方案包括以下步骤：
步骤100：计算机开机；
步骤210：BIOS启动，并记录用户按下的功能键码；
步骤220：启动嵌入式操作系统内核，同时启动主控制程序；
步骤230：如果用户没有按下任何功能键，则启动平台操作系统；启动结束；
步骤240：根据记录的功能键码进行功能调度处理；
步骤250：所述主控制程序判断启动程序代码传递的BIOS启动参数表
单中的参数值，选择启动功能键码对应的应用软件。；
上述的步骤100具体包括：
步骤101：计算机开机后自动检测开机时的状态信息；
步骤102：如果计算机已经为正常工作状态；关闭计算机；
步骤103：如果计算机为休眠状态，则恢复计算机休眠前的状态；
步骤104：如果计算机为关机状态，则启动计算机。
所述的调度处理具体为：对同一嵌入操作系统内核下的不同功能应用进行切换，在启动新功能应用的同时将旧功能应用完全关闭。
所述的嵌入式操作内核对应一个或一个以上的功能软件。
本方法在BIOS启动时，上述实施例的方法相同，不同之处在于：Bootload程序不进行多操作系统的选择，而只传递BIOS中启动参数表(参数表单主要是通过与F000：0000中的一段共享的内容来进行传递)，并启动嵌入式操作系统。
通过动态数据的表单这一数据通道，直接建立了BIOS与操作系统S之间的数据交互。该动态表单可以包括如表1所示的具体内容：
表1
  BIOS参数表(F000段)
  起始位置 长度   对应的功能说明
  OH ‘StartCode’   标志字符串。
  OAH 1H   功能应用1的启动代码
  OBH 1H   功能应用2的启动代码
  OCH 1H   功能应用3的启动代码
  ODH 1H   功能应用4的启动代码
  ... ...   ...
操作系统在内核启动完毕时，通过上述的参数表来判断启动不同的应用程序，该判断在操作系统内核启动结束后，会紧接着启动一个主控制程序，该主控制程序去判断数据表单中的参数值，从而启动不同的应用，从而在应用级上实现嵌入式操作系统的多功能应用。例如：可以用其他的程序替换系统中的第一个用户进程(在Linux中是/sbin/init程序)，由它来进行程序启动的标志判断；也可以设计一监控程序，系统先启动监控程序，然后由它来决定启动哪个应用。
本方法比较适合类型相近、甚至需要在用户级上即时切换的功能应用；只要编制简单的监控程序和相应的应用启动驱动程序就可以实现。例如：在多媒体播放和照片浏览两应用中，它们对系统硬件都有相同的要求，即：声卡、显卡和遥控器；在这种情况下，在同一操作系统中实现多个应用比较合理的；用户随时可以让计算机表现为一多媒体机或电子相册。
本方法的存贮结构比较简单，相当于一操作系统携带多个应用程序。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1、一种多功能嵌入系统的实现方法，其特征在于：它至少包括：
步骤100：计算机开机；
步骤110：BIOS启动，并记录用户按下的功能键码；
步骤120：如果用户没有按下任何功能键，则启动平台操作系统；启动结束；
步骤130：所述BIOS读取设定在硬盘上的启动程序代码；
步骤140：所述启动程序代码读取寄存的功能键码，到相应的硬盘存储位置引导嵌入式系统内核；
步骤150：启动功能键码对应的功能软件。
2、根据权利要求1所述的多功能嵌入系统的实现方法，其特征在于：所述的步骤100具体包括：
步骤101：计算机开机后自动检测开机时的状态信息；
步骤102：如果计算机已经为正常工作状态；关闭计算机；
步骤103：如果计算机为休眠状态，则恢复计算机休眠前的状态；
步骤104：如果计算机为关机状态，则启动计算机。
3、根据权利要求1所述的多功能嵌入系统的实现方法，其特征在于：所述的嵌入式操作系统为一个或一个以上，并同时存放在计算机的存储装置中。
4、根据权利要求1所述的多功能嵌入系统的实现方法，其特征在于：所述的嵌入式操作系统对应一个或一个以上的功能软件。
5、一种多功能嵌入系统的实现方法，其特征在于：它至少包括：
步骤100：计算机开机；
步骤210：BIOS启动，并记录用户按下的功能键码；
步骤220：启动嵌入式操作系统内核，同时启动主控制程序；
步骤230：如果用户没有按下任何功能键，则启动平台操作系统；启动结束；
步骤240：根据记录的功能键码进行功能调度处理；
步骤250：所述主控制程序判断启动程序代码传递的BIOS启动参数表单中的参数值，选择启动功能键码对应的应用软件。
6、根据权利要求5所述的多功能嵌入系统的实现方法，其特征在于：所述的步骤100具体包括：
步骤101：计算机开机后自动检测开机时的状态信息；
步骤102：如果计算机已经为正常工作状态；关闭计算机；
步骤103：如果计算机为休眠状态，则恢复计算机休眠前的状态；
步骤104：如果计算机为关机状态，则启动计算机。
7、根据权利要求5所述的多功能嵌入系统的实现方法，其特征在于：所述的调度处理具体为：对同一嵌入操作系统内核下的不同功能应用进行切换，在启动新功能应用的同时将旧功能应用完全关闭。
8、根据权利要求5所述的多功能嵌入系统的实现方法，其特征在于：所述的嵌入式操作系统内核对应一个或一个以上的功能软件。
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