4.2  嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS發(fā)展迅速

        從20世紀(jì)80年代起，國(guó)際上就有一些IT組織、公司，開始進(jìn)行商用嵌入式系統(tǒng)和專用操作系統(tǒng)的研發(fā)。其中涌現(xiàn)了一些著名的嵌入式系統(tǒng)：Microsoft Windows CE是從整體上為有限資源的平臺(tái)設(shè)計(jì)的多線程、完整優(yōu)先權(quán)、多任務(wù)的操作系統(tǒng)；VxWorks是目前嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域中使用最廣泛、市場(chǎng)占有率最高的系統(tǒng)；pSOS屬于WIND RIVER公司的產(chǎn)品，這個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)模塊化、高性能的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，專為嵌入式微處理器設(shè)計(jì)，提供一個(gè)完全多任務(wù)環(huán)境，在定制的或是商業(yè)化的硬件上提供高性能和高可靠性，可以讓開發(fā)者根據(jù)操作系統(tǒng)的功能和內(nèi)存需求定制成每一個(gè)應(yīng)用所需的系統(tǒng)。開發(fā)者可以利用它來實(shí)現(xiàn)從簡(jiǎn)單的單個(gè)獨(dú)立設(shè)備到復(fù)雜的、網(wǎng)絡(luò)化的多處理器系統(tǒng)；QNX是一個(gè)實(shí)時(shí)的、可擴(kuò)充的操作系統(tǒng)，它提供了一個(gè)很小的微內(nèi)核以及一些可選的配合進(jìn)程。3Com公司的Palm OS在PDA市場(chǎng)上占有很大的市場(chǎng)份額，它有開放的操作系統(tǒng)應(yīng)用程序接口（API），開發(fā)商可以根據(jù)需要自行開發(fā)所需要的應(yīng)用程序； Microwave的OS-9是為微處理器的關(guān)鍵實(shí)時(shí)任務(wù)而設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于高科技產(chǎn)品中，包括消費(fèi)電子產(chǎn)品、工業(yè)自動(dòng)化、無線通訊產(chǎn)品、醫(yī)療儀器、數(shù)字電視及多媒體設(shè)備。它提供了很好的安全性和容錯(cuò)性。與其他的嵌入式系統(tǒng)相比，它的靈活性和可升級(jí)性非常突出；Lynx Real-time Systems的LynxOS是一個(gè)分布式、嵌入式、可規(guī)模擴(kuò)展的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。

        (1)  WIND RIVER的VxWorks大行其道

        2004年初，世界第一大嵌入式系統(tǒng)供應(yīng)商WIND RIVER宣布與Red Hat 建立合作伙伴關(guān)系，6月，微軟即宣布擴(kuò)大Windows CE5.0源代碼授權(quán)，公布250萬行以上的源代碼。一時(shí)間，嵌入式開發(fā)世界的巨頭似乎都向開源有所傾斜。

        在消費(fèi)類電子產(chǎn)品市場(chǎng)發(fā)展迅速，競(jìng)爭(zhēng)異常激烈的今天，面市時(shí)間(time-to-market)和開發(fā)成本意味著一切，追求技術(shù)的附加值成為電子產(chǎn)業(yè)重要的追求。因此，能夠迅速可靠提供各種差異化產(chǎn)品的平臺(tái)自然成了開發(fā)商們的首選。

        傳統(tǒng)的RTOS是一系列“服務(wù)”的集合(libraries of services)，WIND RIVER出品的VxWorks繼承了這一優(yōu)秀特性，開發(fā)者只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的服務(wù)配置即可實(shí)現(xiàn)RTOS上的系統(tǒng)執(zhí)行程序的差異化，即“可剪裁”。開發(fā)者建立的是一組根據(jù)產(chǎn)品和市場(chǎng)情況定制的精簡(jiǎn)的服務(wù)集合。而開源軟件則因?yàn)槿菀紫嗷タ截惽掖a開放，產(chǎn)品間的差異性難以保證，尤其對(duì)于非通用設(shè)備以及面臨激烈競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)時(shí)，這個(gè)問題更加突出。

        在產(chǎn)品的品質(zhì)控制方面，嵌入式設(shè)備由于長(zhǎng)期運(yùn)行固定的任務(wù)，因此簡(jiǎn)單可靠是嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則。與傳統(tǒng)RTOS的70K～80K字節(jié)的代碼規(guī)模相比，由桌面系統(tǒng)衍生的嵌入式Linux的大小通常在幾M字節(jié)，而最小的Windows CE的代碼規(guī)模也有27MB。越簡(jiǎn)單，越可靠；越復(fù)雜，故障概率越大，這是基本規(guī)律。選擇簡(jiǎn)捷，即是選擇安全。

        激烈的市場(chǎng)環(huán)境下，崛起的Linux和Windows CE以及成熟的VxWorks的主要競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域集中到許可模型(licensing model)上。WIND RIVER公司已經(jīng)采取相應(yīng)措施，對(duì)新的許可模型不再收取特許權(quán)使用費(fèi)。客戶可以選擇一次支付年包價(jià)費(fèi)用，而無需再為單獨(dú)產(chǎn)品付費(fèi)。可以說，開源平臺(tái)對(duì)于商業(yè)平臺(tái)的短期成本優(yōu)勢(shì)縮小了。

        Linux之所以如此流行，是因?yàn)橐运谶^去的在全球經(jīng)濟(jì)蕭條時(shí)期，嵌入式產(chǎn)品廠商優(yōu)先考慮的是如何盡可能快地大幅降低短期內(nèi)的開發(fā)成本相關(guān)。然而隨著軟件自身復(fù)雜程度的不斷增長(zhǎng)，嵌入式產(chǎn)品廠商都面臨著的巨大壓力，必須考慮如何減少產(chǎn)品開發(fā)周期以及控制產(chǎn)品的長(zhǎng)期研發(fā)成本。在投入水平相當(dāng)?shù)臈l件下，廠商服務(wù)和技術(shù)參數(shù)（如交換次數(shù)、內(nèi)存需求、安全性等）將會(huì)成為選擇平臺(tái)的直接標(biāo)準(zhǔn)。與自建的開源平臺(tái)相比，商業(yè)開發(fā)平臺(tái)能提供更多的服務(wù)和技術(shù)支持。在嵌入式領(lǐng)域WIND RIVER產(chǎn)品幾乎無處不在，其地位猶如微軟對(duì)桌面系統(tǒng)領(lǐng)域的統(tǒng)領(lǐng)。隨著WIND RIVER針對(duì)民用產(chǎn)品和軍工產(chǎn)品線的重新定位整合，在未來的嵌入式市場(chǎng)上，它可能會(huì)繼續(xù)領(lǐng)跑。

        (2)  自由軟件Linux 奮發(fā)圖強(qiáng)

        目前，世面上有很多商業(yè)性嵌入式系統(tǒng)都在努力地為自己爭(zhēng)取著嵌入式市場(chǎng)的份額。但是，這些專用操作系統(tǒng)均屬于商業(yè)化產(chǎn)品，價(jià)格昂貴，而且由于它們各自的源代碼不公開，使得每個(gè)系統(tǒng)上的應(yīng)用軟件與其它系統(tǒng)都無法兼容。由于這種封閉性還導(dǎo)致了商業(yè)嵌入式系統(tǒng)在對(duì)各種設(shè)備的支持方面存在很大的問題，使得對(duì)它們的軟件移植變得很困難。在嵌入式這個(gè)IT產(chǎn)業(yè)的新的關(guān)鍵領(lǐng)域，Linux操作系統(tǒng)適時(shí)地出現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外各嵌入式廠商面前。由于Linux自身諸多優(yōu)勢(shì)，吸引了許多開發(fā)商的目光，成為嵌入式操作系統(tǒng)的新寵。它的出現(xiàn)無疑為我國(guó)發(fā)展嵌入式操作系統(tǒng)事業(yè)提供了一個(gè)極有吸引力的機(jī)會(huì)。我國(guó)也已成功開發(fā)了性能良好的RT-Linux。

        據(jù)賽迪呼叫中心合作開展的調(diào)查顯示，目前國(guó)內(nèi)幾乎所有的嵌入式軟件開發(fā)技術(shù)都是在Linux基礎(chǔ)上建立起來的，而與Linux并稱嵌入式市場(chǎng)“三巨頭”的Palm OS和Windows CE在國(guó)內(nèi)開發(fā)型企業(yè)中缺少根基。在被調(diào)查企業(yè)中沒有一家采用Palm OS，采用Windows CE的也較少，只占到總數(shù)的3% 。

        (3)  嵌入式Linux有了標(biāo)準(zhǔn)

        嵌入式Linux聯(lián)盟最近發(fā)布了第一個(gè)規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，其目的是使企業(yè)能夠更方便地在手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)路由器以及其他裝置中使用Linux操作系統(tǒng)。該聯(lián)盟的成員包括Red Hat、MontaVista、IBM以及其他公司。

        這一規(guī)格旨在確保在手機(jī)、卡拉OK等嵌入式裝置中使用的Linux能夠符合一定的標(biāo)準(zhǔn)，由于是開放源代碼軟件，任何組織和個(gè)人都可以對(duì)Linux進(jìn)行修改并重新發(fā)行，這就會(huì)給企業(yè)開發(fā)基于Linux的產(chǎn)品造混亂。“嵌入式Linux聯(lián)盟”的這一名為“ELC平臺(tái)規(guī)格”的計(jì)劃將有助于凍結(jié)一些容易變化的Linux技術(shù)，為考慮在產(chǎn)品中使用Linux的公司提供一個(gè)穩(wěn)定的基礎(chǔ)。