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    中低端嵌入式軟件平臺的困局

    已有88446次閱讀2014-08-20標簽:
           嵌入式領域有不少操作系統(tǒng),大致可以三類:第一類以Wince、Linux、Android為代表的,屬于大型操作系統(tǒng),擁有內核任務調度、菜單界面、多媒體、網(wǎng)絡、文件存儲、外設驅動等一系列完善的功能,但這類操作系統(tǒng)屬于非實時操作系統(tǒng),往往用于辦公、娛樂、人機接口等對時間要求不高的場合。此外因為功能太完善,對硬件的要求很高,最低配置CPU需要ARM9 200MHz,內存需要32MByte,支持MMU內存管理單元,標配彩屏。


           第二類以VxWorks為例,屬于功能豐富的嵌入式實時操作系統(tǒng),功能豐富。往往用于高實時、高可靠的軍工、航空航天、工業(yè)自動化領域,對硬件要求也比較高。


           第三類以uC/OS-II,F(xiàn)reeRTOS為例,只有一個搶占式多任務實時操作系統(tǒng)的任務內核,此外還提供一些內核管理的函數(shù)接口及必要的擴展功能,其它的功能庫如菜單界面、網(wǎng)絡等都需要自己擴展,這類操作系統(tǒng)主要應用于中低端小型的項目中,成本要求高,需求多樣,但一般不是很復雜,實時性有要求,但不苛刻,往往都是消費類或者一般的工業(yè)自動化設備,比如白色家電的控制系統(tǒng)、小型監(jiān)控、傳感器的測試平臺、儀器儀表、小型工業(yè)自動化領域取代PLC,降低成本等等。


           中低端小型項目,一般都是基于MCU51、ARM7或者現(xiàn)在的CortexM3、M0開發(fā)。簡單的項目,軟件最常用的是前后臺系統(tǒng),也叫裸奔,緊急響應用中斷,低速處理在main大循環(huán)中執(zhí)行。稍微復雜一點的在前后臺系統(tǒng)的基礎上引入了系統(tǒng)節(jié)拍,執(zhí)行一些例行的事件,這個也叫時間片編程方式。再進一步是引入消息機制,實現(xiàn)消息機制編程方式。再復雜一些就引入uC/OS-II等RTOS,實現(xiàn)多任務編程,簡化編程難度,但同時因為引入了RTOS,需要充分了解RTOS的特性,所以對編程人員的水平要求比較高。

     


           苛刻的成本、需求的多樣性,導致目前沒有一套比較完善的操作系統(tǒng)統(tǒng)一這一方面的開發(fā)編程,哪怕是uC/OS-II等RTOS內核,也需要根據(jù)實際項目需求來配置、裁剪,增減不必要的軟件功能。


           此外,中低端小型項目,技術難度相對較低,所以嵌入式人員的入門門檻較低,這個本身是好事,然而也就是因為入門門檻太低,又沒有一套統(tǒng)一的編程規(guī)范,導致編程的隨意性很大,一個公司十個編程人員,有十套不同的編程方式,相互之間檢查、維護非常困難,而小型企業(yè)的人才流動相對較大,軟件負責人離開后,繼任者因為編程的思維方式不同,往往看不懂前人的程序而廢棄再重新設計,這樣導致代碼質量一直在低質量的重復循環(huán),也極大的提高了公司的軟件成本。


           項目繼承性這種情況在高校、研究所中尤為突出。比如一所研究所的主業(yè)是做傳感器,但為了測試這款傳感器必須要搭建一套嵌入式測試平臺,若用WINCE、Linux等開發(fā)平臺,需要一個嵌入式團隊來開發(fā),投入很高,維護很難,副業(yè)變成主業(yè)了,若是自己搭建一套完善的通用測試系統(tǒng),既沒有這個能力,也沒有這個精力,所以一般都是針對性的設計這款傳感器的測試系統(tǒng)。因為高校、研究所的學生經(jīng)常更換,后來者看不懂前人的代碼,又不得不重新設計。


           中低端小型項目,需求雖然多樣,雖然無法用一套操作系統(tǒng)去統(tǒng)一開發(fā),但是我們可以把這些分為幾類,比如彩屏的消費類、黑白屏的工控類、數(shù)碼管顯示的微控制類等等。這幾年國內有一款比較出名的開源嵌入式操作系統(tǒng)叫RT-Thread,編程風格類似Linux,在OS的基礎上集成了GUI、文件系統(tǒng)和網(wǎng)絡功能,不少用戶把它應用于消費類行業(yè)。而最新發(fā)展起來的一款開源嵌入式微系統(tǒng)叫msOS,采用微軟的C#風格,側重于平臺架構,可以靈活組合,簡單易用,目前整合了uC/OS-II,集成了128*64黑白屏的GUI、參數(shù)日志存儲、PID算法庫和步進驅動庫,定位于儀器、儀表、小型工業(yè)自動化領域,msOS的中文名就叫嵌入式微系統(tǒng)。

     

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