周立功

(廣州致遠(yuǎn)電子有限公司,廣州510660)

過去,由于認(rèn)識上的局限性和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足,對如何選用合適的操作系統(tǒng)我們走過很多彎路。為了滿足客戶的需求,我們大批量地使用了正版μ C/OS-II、WinCE、VxWorks、MontaVista Realtime Linux以及開源的嵌入式Linux操作系統(tǒng)。在基于成本核算的項(xiàng)目管理過程中,我們領(lǐng)略了各種操作系統(tǒng)的優(yōu)劣。

對于初學(xué)者來說,到底學(xué)習(xí)哪一種操作系統(tǒng)比較好呢?這要看你的條件和興趣了,因此不能一概而論。本文從技術(shù)經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā),將我們的經(jīng)驗(yàn)奉獻(xiàn)給大家。本文僅一家之言,不一定適合所有的行業(yè),希望讀者尋求各方面專家的幫助。

1 能滿足大多數(shù)項(xiàng)目需求的μ C/OS-ⅠⅠ

μ C/OS-II最大的應(yīng)用價值就是簡潔與實(shí)用。當(dāng)一個系統(tǒng)選用μ C/OS-II時,最多只需要2 MB的NOR Flash,2 MB的SDRAM或最多8 MB的SDRAM,因此整個系統(tǒng)的硬件成本是最低的。但很多人卻看不起這個小玩意兒,片面地認(rèn)為它沒有什么價值,而事實(shí)上μ C/OS-II能滿足很多項(xiàng)目的需求。最近它又推出了新的版本,命名為μ C/OS-III,其新的一些特性是:搶占式多任務(wù),在同一優(yōu)先級支持任務(wù)的輪詢調(diào)度,沒有任務(wù)數(shù)的限制,內(nèi)核提供豐富的服務(wù)(信號量、互斥信號燈、優(yōu)先級繼承、事件標(biāo)志、消息隊(duì)列、定時器、固定大小的內(nèi)存塊管理,以及內(nèi)置性能測量)。

如果將它移植到ARM9,會發(fā)現(xiàn)它的啟動速度是最快的,甚至只需要1 s。當(dāng)開發(fā)基于GUI的產(chǎn)品時,最終的效果可以與其他的操作系統(tǒng)媲美。雖然市場也有免費(fèi)移植μ C/OS-II到ARM9的范例,但普遍都不完整,因此顯示不出μ C/OS-II的威力,其實(shí)只要支持MM U即可。但也有很多人根本沒有嘗試過,或者根本沒有這種意愿,就主觀臆斷下結(jié)論,一棍子將μ C/OS-II打死。一些開發(fā)人員常常只選自己會的而不選對的,而且思想非常頑固。我們在過去的開發(fā)生涯中,也犯過各種類似的錯誤。

是不是只要選擇μ C/OS-II就一勞永逸了呢?當(dāng)然不是。雖然它能夠滿足很多產(chǎn)品對CF卡、SD卡、TCP/IP以太網(wǎng)、CAN-bus/CANopen/DeviceNet/J1939現(xiàn)場總線、GUI圖形用戶界面、RS232、RS485等多方面的需求,但它還是有一定的局限性。如果需要支持Wi-Fi等更多的協(xié)議軟件時,那就非常麻煩了。但還是有一些人要反駁我們:μ C/OS-II要收費(fèi)不劃算。事實(shí)上只要粗略地計(jì)算一下開發(fā)成本,其結(jié)論自然也就一目了然了。很多人常常不將開發(fā)人員的工資和上市時間計(jì)算在開發(fā)成本之內(nèi)。

2 資源豐富、具有完美繼承性的WinCE

如果一次購買超過3 000個授權(quán),價格還是很便宜的,是很多用戶都能夠承受的。由于WinCE與Windows一脈相承,且使用同樣的開發(fā)工具,那么對于熟練掌握Windows編程的軟件開發(fā)人員來說也就非常方便了,所以很多客戶還是選擇WinCE。如果項(xiàng)目中還需要用到GUI或具有更加復(fù)雜的功能,那么WinCE可以說是最佳的選擇,這是WinCE最明顯的優(yōu)勢之一。

如果無論開發(fā)什么產(chǎn)品都選擇WinCE的話,肯定是不劃算的。比如選用μ C/OS-II就可以實(shí)現(xiàn)的項(xiàng)目,如果因?yàn)殚_發(fā)人員的喜好而選用WinCE,至少需要2片32 MB的SDRAM,1片 2 MB的 NOR Flash,以及 128 MB的NAND Flash(存儲容量小的工業(yè)級NAND Flash越來越難購買),可想而知其硬件成本還是非常高的。而很多工程師在開發(fā)用于工業(yè)級場合使用的產(chǎn)品中,選用商業(yè)級存儲器以求降低成本,勢必影響產(chǎn)品的質(zhì)量和企業(yè)長遠(yuǎn)的品牌利益。

3 高貴、實(shí)時、穩(wěn)定的VxWorks

VxWorks最大的應(yīng)用價值是實(shí)時性和穩(wěn)定性。由于VxWorks先天性的口碑傳播和用于航空航天的成功案例,如果系統(tǒng)使用了VxWorks,用戶對產(chǎn)品的信任度立即凸顯。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn),如果一次性購買的授權(quán)數(shù)量適當(dāng)大一些,其價格是很多企業(yè)完全能夠接受的。最終用戶一定會驚訝得不可思議,在計(jì)算成本時甚至可以忽略不計(jì)。

雖然原廠需要收至少47 250美元的年費(fèi),但可以得到所有豐富的源代碼,并使用于任何CPU微處理器。如果只選用某一系列處理器或不需要升級源代碼,那么以后每年的費(fèi)用則是可以節(jié)省的,只要支付每個產(chǎn)品的授權(quán)費(fèi)用即可。如果不需要源代碼,那么所要支付的年費(fèi)將會更加便宜。

4 開源、自由的嵌入式Linux

嵌入式Linux最大的應(yīng)用價值是開源。如果需要支持Wi-Fi的話,那么嵌入式 Linux是很好的選擇之一,搭配QT開發(fā)GUI人機(jī)界面也是非常不錯的。但很多人選擇嵌入式Linux的出發(fā)點(diǎn)是免費(fèi),這是絕對錯誤的。很多企業(yè)長期采取放羊式的產(chǎn)品開發(fā)方法,即便一些企業(yè)實(shí)施了項(xiàng)目管理,但對于成本核算還是缺乏參照物,幾乎沒有購買商業(yè)化操作系統(tǒng)開發(fā)產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn),從而忽略了開發(fā)人員的高工資開支。

從我們使用的情況來看,嵌入式Linux的內(nèi)核是比較穩(wěn)定的,而相對VxWorks、WinCE來說卻是最貴的。但為什么我們還是要推薦選用嵌入式Linux呢?首先Linux是支持新微處理器、新驅(qū)動軟件和新協(xié)議軟件最多、速度最快的平臺,比如最近發(fā)布的 USB 3.0驅(qū)動軟件。由于其最大的好處就是開源,所以我們可以根據(jù)需要而任意裁剪。即便某些驅(qū)動不穩(wěn)定,但有源代碼有能力的用戶也可以任意修改。所以,嵌入式Linux最大的應(yīng)用價值不是免費(fèi)。隨著Linux技術(shù)與時俱進(jìn)式的發(fā)展,嵌入式Linux技術(shù)將會越來越完善。因?yàn)榍度胧絃inux存在的價值,將時刻提醒壟斷性商業(yè)軟件回歸大眾化的價格,市場勢必呈現(xiàn)按需配置的多元化用戶自由選擇的新時代。

事實(shí)上,我們聽到的、感受到的和所接觸到的很多嵌入式Linux開發(fā)工程師都是非常優(yōu)秀的人才,他們的成功案例激發(fā)了人們投入使用開源嵌入式Linux的決心。但在學(xué)習(xí)和應(yīng)用嵌入式Linux的過程中,目前大多數(shù)人還是停留在了解內(nèi)核原理,會寫會修改驅(qū)動程序的層面,而對如何開發(fā)出一個穩(wěn)定的基于嵌入式Linux的產(chǎn)品,還是缺乏必要的能力。往往開發(fā)出來的軟件不是“一勞永逸”,而是“一逸永勞”,無論是軟件架構(gòu)還是模塊化都不盡人意。因此,要想成為優(yōu)秀的嵌入式Linux開發(fā)人員,一定要繼承基于Windows平臺軟件的優(yōu)秀技術(shù)成果,最好有一些通用軟件的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)作為基礎(chǔ)。因?yàn)樵谇度胧絃inux軟件的技術(shù)發(fā)展和積累過程中,有關(guān)基于嵌入式Linux軟件架構(gòu)、測試用例等軟件工程技術(shù)相應(yīng)的參考資料還是比較缺乏的,所以兼容并蓄地吸收基于Windows軟件平臺的開發(fā)方法還是非常有必要的。但很多人卻缺乏這種意識,所以在開發(fā)產(chǎn)品的過程中,常常會出現(xiàn)“跑起來很興奮,但要穩(wěn)定卻需費(fèi)很大的勁”。

隨著開發(fā)工具的發(fā)展和創(chuàng)新,嵌入式Linux的開發(fā)難度將會極度地降低,我們將推出基于Windows環(huán)境嵌入式Linux的TKStudio集成開發(fā)平臺,能夠非常方便地實(shí)現(xiàn)嵌入式Linux內(nèi)核、驅(qū)動程序與應(yīng)用層軟件的調(diào)試。

5 閑談GUⅠ的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)

我們不僅使用過 WinCE、μ C/GUI,而且還使用過QT,總體來說感覺都是非常不錯的。要想產(chǎn)品賣得好,GUI圖形用戶界面是至關(guān)重要的,并且要求承擔(dān)設(shè)計(jì)的美工必須對用戶心理學(xué)、色彩心理學(xué)、人機(jī)工程學(xué)必須有深入的研究,最好具有工業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。因?yàn)檫@不是技術(shù)活而是藝術(shù),所以一定要有天賦和靈氣。

GUI中用到的圖片,其實(shí)是非常講究的。一般公司開發(fā)的軟件中所使用的圖片都是軟件工程師自己畫的,稍微大一些的軟件公司雖然配備了專業(yè)的美工,但其圖片質(zhì)量確實(shí)也不敢恭維。為什么會出現(xiàn)這樣糟糕的情況呢?首先,我們傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)思路,無論做什么都不注重細(xì)節(jié),自己做得不好還非常有理,因?yàn)閯e人也是這樣的。其次,我們的習(xí)慣性思維是喜歡從頭到尾自己掌控,只要給別人付費(fèi)就不愿意,連非常有價值的商業(yè)化操作系統(tǒng)都不愿意支付權(quán)利金,所以也就更加不愿意花錢購買國外的專業(yè)圖庫了。

而我們的做法是向世界級的第一流企業(yè)購買成熟的知識產(chǎn)權(quán),然后投入人力資源開發(fā)買不到的技術(shù),全力以赴支持技術(shù)創(chuàng)新,最終轉(zhuǎn)化為有競爭力產(chǎn)品。過去我們也開發(fā)過很多似乎領(lǐng)先的技術(shù),但最后卻付出了比購買技術(shù)還要大得多的代價。很多時候購買一項(xiàng)技術(shù)從談判到消化只需要2個月,并且與世界先進(jìn)技術(shù)水平同步;而自己開發(fā)卻需要一年以上,后期的維護(hù)費(fèi)用不少,而且技術(shù)水平一般。有時等自己開發(fā)出來時又落后一大截了,這樣的自主創(chuàng)新事實(shí)上毫無價值。

6 技術(shù)的價值體現(xiàn)

事實(shí)上技術(shù)的壁壘不在于基礎(chǔ)技術(shù)本身,每個人實(shí)際的競爭在于行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的積累,所以不要迷信學(xué)什么最容易賺錢,最容易就業(yè)之類騙人的鬼話。即便當(dāng)前容易,那也是暫時的。在80C51單片機(jī)開始流行的初級階段,如果會用C51語言開發(fā)產(chǎn)品,看起來比使用匯編語言顯得水平要高一些;前幾年如果會用ARM開發(fā)產(chǎn)品,看起來似乎又上了一個臺階;再后來如果掌握了嵌入式 Linux,看起來好象更上一層樓了。

而現(xiàn)實(shí)的情況是很多工程師至今仍然還在使用變種的80C51單片機(jī)開發(fā)產(chǎn)品,產(chǎn)品的市場占有率和開發(fā)人員的價值依然堅(jiān)挺。對于這種現(xiàn)象我們熟視無睹,所以即便有了很好的基礎(chǔ)技術(shù),未必就能夠創(chuàng)造令人滿意的價值。我們自創(chuàng)業(yè)以來,開發(fā)了穩(wěn)定性高的CAN-bus現(xiàn)場總線系列工控產(chǎn)品,一直以來口碑非常好。但當(dāng)客戶加上與行業(yè)有關(guān)的軟件之后,其售價立即上升10倍,這才是真正的價值體現(xiàn)。

6年前我們推出了第一臺LA1032邏輯分析儀時,只能賣2 800元。2009年推出LAB6000系列高性能邏輯分析儀時,售價則為16 800～29 800元。原因何在?新一代邏輯分析儀是面向終端用戶的高附加值儀器,其購買對象為開發(fā)高技術(shù)含量產(chǎn)品、注重技術(shù)發(fā)展的有潛力的高端用戶,能夠?qū)崒?shí)在在地幫助客戶解決實(shí)際的難題并創(chuàng)造價值。