隨著嵌入式系統(tǒng)越來越多得與外部連接，甚至是通過互聯(lián)網(wǎng)連接，其安全性也越來越受到關注。比如用掌上電腦進行網(wǎng)上購物的時候，用戶的銀行帳號信息必須得到嚴格的保護。安全性具體是指要求嵌入式設備在與外部連接的過程中，其內部的數(shù)據(jù)不會偶然或被惡意地破壞、更改或者泄露，維持嵌入式系統(tǒng)中信息的保密性和完整性。

　　微內核操作系統(tǒng)

　　所謂微內核是一種最小的的計算機操作系統(tǒng)內核，其設計思想是內核本身不提供操作系統(tǒng)的相關服務，而是提供實現(xiàn)這些服務的機制，諸如底層的地址空間管理，線程調度以及進程間通信。一般的硬件都有執(zhí)行權限級別，比如Intel IA32架構有Ring0到Ring3的特權級，而一般的操作系統(tǒng)至少會用到兩個，稱之為內核態(tài)和用戶態(tài)。而對于微內核操作系統(tǒng)來說，并非操作系統(tǒng)服務都運行于內核態(tài)，而是提供服務實現(xiàn)的機制部分運行于內核態(tài);而操作系統(tǒng)的服務，包括設備驅動，文件系統(tǒng)和用戶界面等則作為用戶態(tài)的服務應用程序運行。

圖2 單內核操作系統(tǒng)(左)和微內核操作系統(tǒng)結構比較圖

　　如圖2所示，左邊的是單內核操作系統(tǒng)的結構示意圖。我們常用的Windows操作系統(tǒng)和Linux操作系統(tǒng)都屬于這個類型。單內核操作系統(tǒng)的內核提供完整的操作系統(tǒng)服務，比如圖中所示的文件系統(tǒng)，進程間通信，進程調度器，內存管理，設備驅動程序等等。而應用程序則運行在用戶態(tài)，應用程序想要使用操作系統(tǒng)提供的服務，需要通過內核提供的接口，我們稱之為系統(tǒng)調用。當應用程序進程執(zhí)行系統(tǒng)調用時，會陷入到內核的代碼去執(zhí)行，進程此時運行于內核態(tài)，處理器處于特權級最高的Ring0狀態(tài)執(zhí)行。當應用程序需要的操作系統(tǒng)服務調用完成，進程回到原本的應用程序代碼中繼續(xù)執(zhí)行，也同時回到了用戶態(tài)，在Ring3的特權級上運行。

　　而對于右邊的微內核操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)的內核部分被大大簡化，只包括基本的IPC機制，虛擬內存映射和調度機制，這些僅僅是用于實現(xiàn)操作系統(tǒng)服務的基本機制。真正的操作系統(tǒng)服務，比如設備驅動，文件系統(tǒng)，應用程序間通信等，通過用戶態(tài)服務程序的方式實現(xiàn)。當普通的應用程序需要操作系統(tǒng)的相關服務時，通過發(fā)送IPC消息給這個服務程序，這些服務程序進行相關的操作，必要時也會通過內核提供的系統(tǒng)調用陷入到內核態(tài)去執(zhí)行基本的操作，并把結果再通過IPC返回給請求服務的應用程序。

linux操作系統(tǒng)文章專題：linux操作系統(tǒng)詳解（linux不再難懂）