Embedded-Betriebssysteme – Definition und Überblick

Ein Embedded-Betriebssystem ist speziell für den Einsatz in Embedded-Computern entwickelt und wird als integraler Bestandteil einer jeweiligen Maschine eingesetzt. Embedded-Betriebssysteme werden hauptsächlich in Maschinen eingesetzt, die nur für einen bestimmten Einsatzzweck konzipiert sind. Wenngleich ihre Flexibilität eingeschränkt ist, wird von ihnen erwartet, dass sie ihre zugewiesenen Aufgaben mit höchster Effizienz und Zuverlässigkeit erledigen. In der Regel müssen Embedded-Betriebssysteme mit knappen Hardware-Ressourcen haushalten und spezifische Anforderungen an Echtzeitfähigkeit, Sicherheit oder Zugriffsrechten erfüllen.

Ein eingebettetes Betriebssystem unterscheidet sich stark von herkömmlichen Desktop-Betriebssystemen. Der Hauptunterschied besteht darin, dass ein Desktop-Betriebssystem programmiert ist, um mehrere Aufgaben und Anwendungen gleichzeitig zu laden und auszuführen. Ein Embedded-Betriebssystem ist dahingegen auf die fehlerfreie Ausführung einer einzigen Anwendung ausgelegt.

Embedded-Betriebssysteme werden verwendet, um jegliche Arten elektronischer Geräte zu steuern. Gängige Beispiele sind u.a. Fahrzeuge, Verkehrsleitsysteme, Navigationssysteme, Zähler oder Fertigungsanlagen.

Verschiedene Arten von Embedded-Betriebssystemen:

1. Stand Alone Embedded-Betriebssystem
Stand Alone-Betriebssysteme arbeiten unabhängig voneinander, ohne mit einem Host-System verbunden zu sein. Dadurch benötigen Sie keine externe Anbindung. Sie sind in der Lage, analoge oder digitale Eingänge zu verarbeiten und in Befehle oder Ausgabesignale umzuwandeln. Stand Alone-Systeme werden aufgrund ihrer geringen Dateigröße meist in wenig komplexen Applikationen verwendet.

2. Echtzeit-Betriebssystem
Echtzeit-Embedded-Betriebssysteme führen ihre Befehle in einem fest definierten Zeitfenster aus. Sie werden immer dann eingesetzt, wenn die zeitkritische Ausführung von Befehlssätzen für den reibungslosen Ablauf einer Anwendung unabdingbar ist. Real Time-Betriebssysteme zeichnen sich oft dadurch aus, dass sie über einen eingeschränkten Funktionsumfang verfügen, darin aber extrem zuverlässig funktionieren.

3. Mobile Embedded-Betriebssystem
Mobile Embedded-Betriebssysteme spielen vor allem im Consumer-Bereich eine tragende Rolle. Sie kommen in tragbaren Geräten wie Smartphones, Digitalkameras oder Smart Watches zum Einsatz. Sie sind in der Regel sehr flexibel einsetzbar und sind, angesichts der kleinen Devices, in denen sie eingesetzt werden, sehr performant. Auf der anderen Seite verfügen sie nicht über die Stabilität und Ausfallsicherheit von industriellen Embedded-Betriebssystemen.