從RTOS移植到實時Linux

使用虛擬化進行運行時劃分
對于期望采用Linux的工程師而言，虛擬化是另一種可行的移植路徑。虛擬化包括操作系統(tǒng)的駐留或者作為一個應(yīng)用程序運行在另一個虛擬平臺之上，其中一部分系統(tǒng)軟件（運行在“裸機”之上或作為駐留的應(yīng)用程序）可實現(xiàn)一個或多個“客戶”O(jiān)S實例的執(zhí)行。在企業(yè)級計算中，基于Linux的虛擬化技術(shù)是數(shù)據(jù)中心的主流功能，而且虛擬化也在嵌入式系統(tǒng)中找到了許多的應(yīng)用。

嵌入式虛擬化要求將CPU、內(nèi)存和其他資源進行劃分，以駐留RTOS以及一個或多個客戶“應(yīng)用程序”操作系統(tǒng)（通常是Linux）來運行更高層次的軟件。

圖2 采用虛擬化劃分開的運行時

虛擬化可以通過允許RTOS應(yīng)用程序和RTOS自身幾乎原樣地運行在新設(shè)計之中，而Linux則運行在自己的分區(qū)之中，以支持移植。這種方案適用于遺留代碼依賴于RTOS的API和RTOS的性能特點的情況，例如實時性能或協(xié)議棧的具體實現(xiàn)。

工程師可以使用虛擬化作為從遺留代碼向基于Linux的新設(shè)計過渡的簡短且可靠的橋梁。不過，這種策略可能需要成本。OEM需要支付傳統(tǒng)RTOS運行時的使用費，還需要與VM供應(yīng)商談判商用許可證。

圖3 RTOS的本地端口

逐步將應(yīng)用移植到Linux
仿真和虛擬化可以提供直接明了的移植路徑來進行原型制作、開發(fā)、甚至是對運行在Linux上的傳統(tǒng)RTOS應(yīng)用進行部署。但是，它們的缺點是需要額外的代碼，并會涉及基礎(chǔ)設(shè)施和許可費用。相反，在Linux實現(xiàn)“本地化”就能降低復(fù)雜度，簡化許可程序，并增強可移植性和性能。

圖4 將RTOS任務(wù)映射為Linux線程

當(dāng)設(shè)計團隊首次動手處理移植項目時，他們往往會選擇仿真和虛擬化技術(shù)。隨著他們不斷學(xué)習(xí)并更加熟悉Linux的開發(fā)工具和運行時屬性，OEM可以逐步地重新建造傳統(tǒng)應(yīng)用，以實現(xiàn)本地Linux執(zhí)行。

一種方法是選擇單個傳統(tǒng)程序進行本地移植，并將它們駐留在獨立的Linux進程中。在軟件顯示出其對其他子系統(tǒng)有著極小或者正常依賴性的情況下，這種技術(shù)最為適用。另一種明智的做法是，即使在部署仿真或虛擬化的時候也只將新的功能以本地代碼的形式來實現(xiàn)。

重要的一點是，要注意到這種選擇并不一定是相互排斥的。例如，設(shè)計團隊可以每次選擇一個關(guān)鍵的傳統(tǒng)程序，逐步地將傳統(tǒng)應(yīng)用改造為本地Linux執(zhí)行，然后將它們放入單獨的Linux進程中，而新功能只以本地代碼方式來實現(xiàn)。