DSO方法加速設備軟件開發

　　智能化、網絡化給工業控制和醫療設備提出了許多新要求，而關鍵性的應用場合又使這些設備在引入新功能的時候面臨著更多不容忽視的風險。與此同時，硬件與軟件在這些設備的價值、功能和復雜度中所分擔的比例也越來越向軟件方面傾斜。工業控制和醫療設備制造商應該怎樣面對由此而產生的重大挑戰呢？

智能化、網絡化帶來新挑戰

　　回想20多年前，各類設備的功能和復雜度有90%以上都是依賴于硬件，緩慢的市場節奏允許開發人員對產品進行不緊不慢的精雕細琢，設備之間也很少需要信息溝通，更談不上用到寬帶網絡。

　　如今，各類設備的功能越來越復雜，但是品質卻絲毫不能因此而打折扣，特別是工業和醫療設備更是如此。

　　隨著開放標準的廣泛應用，傳感器、控制器和企業級管理系統之間的數據交換越來越密切，相應地，這些設備對于網絡的依賴程度也越來越高。各類設備與Internet的連接能力將整個系統的遠程管理能力提升到了新的水平，同時也對單個設備和整體系統的安全性提出了更高的要求。同時，采用性能更高的處理器，可以開發出智能化程度更高的設備，而設備的成本也隨之提高。

　　例如，工業控制和醫療設備普遍都要求非常嚴格的實時性和可靠性，如果要把新技術引入經過多年應用驗證的原有系統，廠商和用戶對由此引發的風險普遍都采取審慎的態度。他們必須在提升產品性能與效率、降低成本的同時，還要控制好風險。

　　眾所周知，設備性能的提高主要來自硬件的進步，而功能的豐富多樣化主要來自軟件的復雜化。怎樣才能在軟件復雜化的同時降低成本與風險，這是許多工業控制和醫療設備制造廠商面臨的重大挑戰。因此，人們必須用新的思路重新審視工業控制和醫療設備的軟件開發方法。

DSO——軟件開發新概念

　　確保軟件的可靠性，加快軟件開發的速度，適應不斷增加的復雜度，解決方案可以歸結為軟件人員長期期待的“Reuse(重復使用)”，也就是以“平臺”和“構件”的思路來“組裝”設備軟件。正是在這樣的背景下，在設備軟件開發領域擁有20多年經驗的Wind River公司提出了DSO （Device Software Optimization，設備軟件優化）的概念。

　　與傳統的嵌入式軟件開發的小團隊“作坊式”方法不同，DSO強調更加完整的企業級、全球化解決方案。傳統的嵌入式軟件開發環境，一般都是針對單個產品，選擇一個RTOS，再加上一些開發、調試工具。DSO方法則完全不同，它是在整個電子制造企業和產品生命周期這些更大的范疇內對設備軟件的開發、部署和維護進行規劃，充分考慮到產品生命周期各個階段的需求，實現了更大跨度的最優化。有了DSO，甚至可以在設備中注入遠程管理和維護功能，讓電子產品提供商或服務商在自己的辦公室即可對遠在地球另一邊用戶現場的設備提供維護和支持，從而以更低的成本使設備的使用率和性能保持最佳狀態。當然，在設備軟件的開發階段，DSO工具所提供的遠程協同能力允許開發團隊的諸多成員散布在不同城市、不同時區的不同國家，但卻可以共同交流開發成果和問題。

　　作為一種平臺化的方法，DSO主要解決了設備軟件開發中所遇到的兩個問題：一是提供更高層次的基礎，讓設備軟件開發人員不必從最原始的功能開始做起；二是設備軟件人員新編寫的應用軟件有高度的可重用性，可以在今后的產品中重復使用。

　　DSO解決方案所提供的設備軟件開發平臺具有層次高、硬件支持范圍廣、高度集成、高可靠性等特點，其中不僅僅是一個嵌入式操作系統，而是集操作系統、開發工具和中間件于一身的開發環境，同時還特別強調配套的全球化技術支持與服務。

　　DSO概念首先由Wind River公司 CEO Ken Kleinz在2004 Embedded Systems Conference上的演講中提出。如今，華爾街的金融分析師和IT產業的觀察家都已經把DSO作為一個專業領域進行分析，表明其市場地位已經得以確立。例如，Gartner Research 的研究總監Theresa Lanowitz就曾指出，“DSO方法提供了一個完整的集成化環境，以及針對特定市場實現商業化的中間件。”

　　對于設備軟件開發商來說，DSO方法可以為設備軟件的性能、成本和可靠性注入新的活力，從而在根本上增強了電子設備的市場競爭力。此外，設備軟件優化（DSO）還提供了統一的、端到端的集成化開發環境以及面向特定市場的中間件套件。由此，設備軟件開發者不再需要操心操作系統和芯片層面的問題，從而可以集中精力在應用軟件的層面來開發產品的競爭力。而電子制造企業的決策者則可以全身心地處理整個企業層面的問題，例如設備復雜性增加所帶來的軟件成本與復雜度、設備網絡互聯和協同、設備網絡化帶來的安全性挑戰以及如何通過網絡來利用全球各地的資源等問題。

專業化平臺——軟件重用新方法

　　相同行業對于設備軟件開發的需求具有許多共同的特性,因此行業領域是界定需求特征的重要依據。面向不同的行業應用，對設備軟件平臺進行有針對性的定制，就比面向所有的行業提供相同的軟件開發平臺具有更好適應能力。也就是說，通過面向行業應用，設備軟件平臺廠商可以為電子產品廠商提供更多的輔助功能和支持。

　　基于這樣的認識，Wind River不僅長期研究嵌入式軟件開發工作中的普遍需求，從中提取出共性的東西，形成普遍適用的開發平臺，而且致力于研究分析不同行業對于嵌入式軟件開發的特殊需求，推出了面向特定行業的嵌入式軟件開發平臺。目前，Wind River已經針對消費電子、工業及醫療、國防軍工、網絡設備和汽車電子等領域推出了特定的設備軟件開發平臺，在其中集成了操作系統、開發工具、連網模塊、通信接口、設備管理等模塊，為電子產品的開發提供了全方位的支持。這種做法不僅改變了設備軟件開發商的業務模式，也改變了整個電子產品產業的生態，為電子產品生產企業提高客戶滿意度和產品市場競爭力提供了更加直接的支持。

　　面向工業控制與醫療設備，Wind River 公司推出的DSO解決方案稱為Wind River Platform for Industrial Devices，其中組合了久經業界應用考驗的實時操作系統VxWorks、先進的開放型軟件開發套件Wind River Workbench以及有關安全性、設備管理和車間網絡互聯的中間件、驅動軟件，所支持的網絡協議包括CAN、DCOM、OPC、USB、Wi-Fi和IPv4/IPv6。在所有這些功能特性中，都把系統的安全性和可靠性放在了首位。

　　值得強調的是，作為Wind River工業控制專用平臺的有機組成部分之一，其中包括了內容豐富的行業服務實踐（Industrial Services Practice），可以針對特定的應用領域提供專業化的培訓、技術支持與服務，從而有效地幫助客戶在市場要求的時間和成本之內完成工業控制和醫療設備的開發工作。這些服務包括：設備設計、BSP及驅動程序優化、軟件系統及中間件集成、遺留應用和基礎設施移植以及實時性能調優。

Linux——設備軟件新動力

　　Linux和開放源代碼社群已成為設備軟件領域的熱門話題。將設備軟件從原來的平臺上移植到Linux平臺，的確可以為電子產品制造企業帶來不少好處。但是，在工業控制和醫療設備這類關鍵業務領域，使用Linux這樣的開源平臺，許多用戶和設備制造商仍然存在不小的疑慮。

　　Linux操作系統到處都拿得到，這是選擇Linux的一大好處。但是，如果處理不好，錯誤的選擇就可能成為一系列麻煩的開始。操作系統是整個應用的平臺，最重要的是可靠性。如果你選用的操作系統來源不可靠，就很難相信它能夠成為可靠的設備軟件平臺，因而給你的總體擁有成本帶來很大的風險。在此決策過程中，最重要的一項決定是：選擇商業套裝Linux軟件平臺（Commercial Grade Linux），還是自行獲取源代碼并自行完成平臺和工具的集成和調試。Wind River公司CMO John Bruggeman指出：“Linux并不缺少功能，而是缺少可靠性的保障。而Wind River可以為Linux提供這種可靠性。”

　　Linux平臺是否可以用于工業控制和醫療設備這類關鍵應用，德州儀器公司和波音公司的實例做出了很好的證明。最近，Wind River公司日前宣布，與德州儀器合作開發支持TI OMAP2430手持設備與PDA應用處理器的Wind River Linux設備軟件平臺，以及風河Workbench開發工具套件（包含Workbench 片上調試工具等）。通過這項合作計劃，風河Linux平臺將全面支持OMAP2430處理器的高級多媒體功能，從而使移動手持設備制造商能夠更快速、更經濟地開發、測試和部署各種下一代贏利型多媒體應用，如視頻會議、數字應約、移動終端互聯游戲（mobile-to-mobile gaming）和移動電視（mobile TV）等。去年7月，波音公司選擇Wind River 運營商級Linux（CGL，Carrier Grade Linux）平臺，用于多任務海上巡邏機（MMA）任務控制系統。國際知名的大公司將Wind River Linux應用于關鍵業務應用，對于工業控制和醫療設備的Linux應用具有指標性的意義。

　　需要注意的是，Linux只是Wind River設備軟件專用平臺的組成部分之一，只有把它植入DSO的整體架構之中，特別是與Wind River Workbench開發工具套件和Wind River全球化的專業服務結合起來，才能夠幫助工業控制和醫療設備制造商應對智能化、網絡化所帶來的挑戰。