嵌入式系统开发选择Linux
<FONT face=宋体> 在过去的十年中，嵌入式系统的开发发生了很大的变化。以前嵌入式设备往往是一个孤立的、资源有限的系统，它们追求的是在有限的价格上满足一定的功能性要求。通常它们采用那些功能并不强大的CPU，这也是开发者不得不尽可能地压缩嵌入式系统性能的原因。而今天人们对嵌入式设备在智能化和互连性上提出了要求，这使得嵌入式设备不再是孤立的，他们要通过互联网、无线或是其他的方式实现相互连接，同时它们也是软件生态系统（software ecosystem）的一部分。最初的嵌入式设备是单一用途的，它们拥有各自独特的显示方式和用户界面；而今天它们变成了我称之为“等同PC”的系统。它们必须运行很多相同的应用程序，它们需要采用相同的方式实现互连或是在某些情况下增强互连性。因此你可以看到在传统的实时操作系统（RTOS）之上建立应用程序的必要性。作为内部开发（in-house developed）操作系统的替代方式，RTOS的出现使得建立嵌入式应用变得更加容易。 <BR><BR> 在2000年以前，大多数的嵌入式系统仍然建立在内部开发的操作系统（OS）基础之上，但在此之后，WindRiver和其他的商业化RTOS产品逐渐赢得了越来越大的市场份额。 <BR><BR> 如果开发者试图通过内部开发建立某些嵌入式系统，就不得不建立从固件到应用程序的完整的软件栈（software stack）。垂直集成在给开发者带来很大的控制能力的同时，也需要其在开发和维护上进行大量的投入。在过去的五年中,在经历了全球性的经济危机之后，面市时间（time-to-market）意味着一切，追求附加值成为电子业重要的追求。因此，如果你是一个工程经理，考虑到你手中的资源，你是宁愿投资去创建一个自主产权的操作系统软件平台，还是去开发那些可以给你的应用带来差异化的技术呢？我相信你会选择后者，因为开发者通常希望使他们的应用变得与众不同。这就使得内部开发操作系统整合自主产权内核的方法逐渐被淘汰。 <BR><BR> 如果你使用VxWorks或者是pSOS，仍然免不了要在建立应用软件和中间件上进行大量投入。这是因为围绕在这些操作系统周边的生态资源十分有限。例如对于VxWorks，只有一种Webserver可供使用，而如果采用Linux，会有八九种Webserver供你选择；VxWorks只提供了一种网页浏览器，而Linux有16种不同的网页浏览器支持。通常情况下对于某种实时系统你只能选择一种文件系统——通常情况下为与windows兼容而选用FAT文件系统；而Linux包含八九种本地文件系统，它们可以与十多种外部文件系统兼容。 <BR><BR> 传统的RTOS与Linux相比还有一个很大的不同——传统的RTOS是一系列“服务”的集合（libraries of services），开发者需要一个功能就加入一个功能，如果开发者不需要就将它们去掉。但这就意味着建立在一个RTOS上的系统的每一个执行程序都是不同的，因为开发者只是与那些需要的“服务”相联系，你建立的是一组非常独特的服务集合。这并不象是一个操作系统。而象Linux这样的操作系统提供了一个统一的平台，这使得那些智能设备不但可以获得更好的互连性，增强它们彼此之间的差异性，同时也使它们获得了不同的生命周期。 <BR><BR> 以手机的开发为例，一部智能手机在离开工厂时，它具有一系列确定的功能。但是在销售渠道中，人们往往希望对它原有的功能进行修改，或是加入其他的功能。运营商希望在他们销售的手机中体现出更多的差异化，他们希望加入诸如游戏等更多的服务。而最终用户也许还希望能够从第三方购买到更丰富的游戏（和其他服务）。如果开发者的手机是一个单一用途的设备，它只能提供有限的服务，那么在它基础上建立服务和其他增值功能将是非常困难的。但如果开发者面对的是一部采用嵌入式Linux的手机，并了解API和相关的标准，他们就可以十分迅速地建立起丰富的软件生态系统并迅速占领市场。产品长期的差异化与互连性息息相关，这包括它的网络互连性、与中间件的互连性，以及与外围生态环境的互连性。Linux作为一个“在互联网上成长起来的动物”，无论从哪方面讲都应该算是互连性最好的操作系统。 <BR><BR> 有人会将Linux与微软的Windows相比较，确实Windows具有很好的互连性，且具有非常全面的软件栈。但一旦开发者用Windows建立了产品，他也就丧失了实现差异化的机会。仅仅将Windows OS加到你的产品中并实现商用是十分迅速的。所以如果你想获得面市时间上的优势，Windows会给你带来很多功能性上的优势。但是你获得功能性的同时，也就失去了差异化的机会。 <BR><BR> 当然，Windows还有其他一些技术上的问题，这主要体现在可靠性和软件规模方面。Windows的“体积”十分庞大。人们都在说Linux很大，确实与传统RTOS的70~80k的代码规模相比，Linux的大小通常在几兆字节，而最小的Windows CE的代码规模也有27MB（BIPLIP标注：应该是2~3MB）。出于政治和法律上的考虑，微软是不能将Windows进行拆分的。 <BR><BR> 同时，Windows和其它RTOS还将遇到来自用户不断增加的使用成本（runtime costs）方面的挑战，因为他们收取高额的版税。嵌入式Windows的版权费大约为每拷贝12~15美元。对于那些大批量的产品，其每件产品上可承受的分摊成本十分有限，如果要向Windows支付这样的版税，很可能会造成亏本。其它商业化的RTOS采用的也是这样一种收取版税的商业模式。而Linux，其突出的一个优点就是免版税的。 <BR><BR> Linux还具有很好的可靠性。传统的RTOS通常不具备强大的内存保护功能，这使应用程序很容易被破坏。 <BR><BR> 另一个影响嵌入式系统对操作系统选择的是商业因素。在这方面传统RTOS供应商和微软的境遇是相同的。传统RTOS供应商和微软都会在不与客户协商的情况下终止某一产品的供应，他们的商业决策是从他们公司自身的利益出发的，而不是站在客户的角度考虑。Linux则能给予使用者更多的选择。 </FONT><BR>
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