中低端嵌入式軟件平臺的困局-嵌入式微系統連載之二

　　嵌入式領域有不少操作系統，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，擁有內核任務調度、菜單界面、多媒體、網絡、文件存儲、外設驅動等一系列完善的功能，但這類操作系統屬于非實時操作系統，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，功能豐富。往往用于高實時、高可靠的軍工、航空航天、工業自動化領域，對硬件要求也比較高。

第三類以uC/OS-II，FreeRTOS為例，只有一個搶占式多任務實時操作系統的任務內核，此外還提供一些內核管理的函數接口及必要的擴展功能，其它的功能庫如菜單界面、網絡等都需要自己擴展，這類操作系統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自動化設備，比如白色家電的控制系統、小型監控、傳感器的測試平臺、儀器儀表、小型工業自動化領域取代PLC，降低成本等等。

中低端小型項目，一般都是基于MCU51、ARM7或者現在的CortexM3、M0開發。簡單的項目，軟件最常用的是前后臺系統，也叫裸奔，緊急響應用中斷，低速處理在main大循環中執行。稍微復雜一點的在前后臺系統的基礎上引入了系統節拍，執行一些例行的事件，這個也叫時間片編程方式。再進一步是引入消息機制，實現消息機制編程方式。再復雜一些就引入uC/OS-II等RTOS，實現多任務編程，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統一這一方面的開發編程，哪怕是uC/OS-II等RTOS內核，也需要根據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，又沒有一套統一的編程規范，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，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等開發平臺，需要一個嵌入式團隊來開發，投入很高，維護很難，副業變成主業了，若是自己搭建一套完善的通用測試系統，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。因為高校、研究所的學生經常更換，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去統一開發，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叫RT-Thread，編程風格類似Linux，在OS的基礎上集成了GUI、文件系統和網絡功能，不少用戶把它應用于消費類行業。而最新發展起來的一款開源嵌入式微系統叫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、小型工業自動化領域，msOS的中文名就叫嵌入式微系統。

linux操作系統文章專題:linux操作系統詳解（linux不再難懂）