嵌入式操作系统作为嵌入式系统的软件平台,是影响嵌入式发展的一个重要因素。在实际应用中,要求嵌入式操作系统代码量小、便于移植、并提供良好的通信。针对以上要求设计并实现了基于Cortex架构处理器的嵌入式操作系统——CM3-OS.CM3-OS操作系统内核包含任务管理、时间管理、中断管理和内存管理四个模块。采用基于优先级的抢占式／非抢占式任务调度机制,方便用户对调度模式的选择；任务间的同步和通信采用共享内存、信号量和消息机制实现；系统提供精准的软件定时器,供应用程序完成不同需要的系统定时；借助Cortex系列处理器高效的中断处理功能,加快了中断处理和任务上下文切换速度,提高了系统的实时性；采用简单的固定内存块的内存管理方法,使得系统既能满足一定程度上较为自由的内存需求,又能避免系统产生内存碎片。CM3-OS支持多种通信方式,内嵌TCP/IP和ZigBee协议栈,外扩了蓝牙、WiFi和3G通信模块。本文介绍并实现了TCP/IP精简协议栈和ZigBee精简协议栈,在满足基本通信要求并保持系统稳定的前提下,对协议栈进行裁剪,维持嵌入式系统的灵活性。外扩的蓝牙、WiFi和3G模块保证系统在任何环境下、随时随处方便的通信和网络需求。本文设计了层次化的UI体系,这是CM3-OS系统人机交互的基础。显示界面采用类似于手机的风格,主界面和目录显示操作方便、灵活,提供TXT文本阅读和BMP图片显示功能。实现对CM3-OS操作系统的运行监测,包括任务运行信息、消息管理信息、任务切换时间监测等。SD卡作为存储介质,FAT32文件系统实现对文件的管理。最后对CM3-OS操作系统内核进行测试,主要包括任务管理和调度、中断管理、消息和信号量的时间性能测试,得到了较理想的效果。