回顧過(guò)去二十年嵌入式系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)各行各行蓬勃發(fā)展，這其中有兩個(gè)重要的技術(shù)對(duì)此貢獻(xiàn)很大；一是ARM、二是開源軟件，尤其是Linux 和Linux 相關(guān)的開源軟件。對(duì)于ARM ，今天業(yè)內(nèi)熱議的ARM上網(wǎng)本現(xiàn)在看只是一個(gè)橋頭堡，進(jìn)攻勝利了，ARM即刻大舉占領(lǐng)利潤(rùn)和產(chǎn)量豐厚的PC市場(chǎng)，退一步也可以保住自己的移動(dòng)終端和已經(jīng)牢牢把握的嵌入式市場(chǎng)。另一個(gè)方面Linux在經(jīng)歷了漫長(zhǎng)和痛苦的桌面市場(chǎng)的博弈之后，發(fā)現(xiàn)了移動(dòng)計(jì)算這片藍(lán)海，開始是智能手機(jī)、MID到現(xiàn)在的上網(wǎng)本（netbook），還有未來(lái)的智能本（一種稱為smartbook，尺寸更小、更輕便的上網(wǎng)本）。開源軟件也在慢慢的向嵌入式系統(tǒng)靠攏。在國(guó)內(nèi)，嵌入式系統(tǒng)行業(yè)已經(jīng)形成了一個(gè)ARM+Linux 的模式。

嵌入式系統(tǒng)的開源軟件之勢(shì)不減

最近發(fā)生的兩件事情都更說(shuō)明了嵌入式系統(tǒng)開源軟件之勢(shì)不減；

第一件事情是MIPS 定制Android平臺(tái)。谷歌的Android 在手機(jī)上獲得各個(gè)方面的廣泛認(rèn)可，***HTC、摩托羅拉、三星和中國(guó)的聯(lián)想的多款已經(jīng)面世，中國(guó)移動(dòng)也高調(diào)支持Android,更多的手機(jī)正在開發(fā)之中。

作為開源平臺(tái)，Android 不僅可以使用在手機(jī)上，日本公司已經(jīng)把它移植在DTV、數(shù)碼相框、PMP等消費(fèi)電子產(chǎn)品上。但是無(wú)論如何，谷歌依然是無(wú)法滿足每個(gè)特定的嵌入式應(yīng)用的個(gè)性化需求，以MIPS 為主導(dǎo)的OESF-開放的嵌入式軟件基金會(huì)就應(yīng)運(yùn)而生，OESF的目標(biāo)是致力推動(dòng)Android平臺(tái) 在非手機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展。看來(lái)這是一個(gè)眾望所歸的好事情，也說(shuō)明嵌入式系統(tǒng)行業(yè)對(duì)于有影響力的開源平臺(tái)的迫切需求。

第二件事情是傳統(tǒng)的嵌入式軟件公司Mentor Graphic收購(gòu)了Embedded Alley，這是一家以前Montavista（著名的嵌入式Linux 公司） 雇員為核心的嵌入式Linux 服務(wù)商。Mentor在明確表示收購(gòu)的目的就是為了具有Android 平臺(tái)提供服務(wù)的能力，我想背后原因有兩個(gè)，一是因?yàn)镋mbedded Alley是OESF聯(lián)盟中的重要合作伙伴，已經(jīng)成功為RMI的 MIPS芯片提供了Android 服務(wù)，繼承了美國(guó)東部企業(yè)的務(wù)實(shí)特色，這是一家實(shí)干的服務(wù)商。另外Mentor 傳統(tǒng)的私有RTOS- Nucleus 是目前手機(jī)基帶芯片的主要OS，但是在增長(zhǎng)快速的智能手機(jī)上，Nucleus 毫無(wú)建樹，借助Android 或許可以幫助Mentor重返手機(jī)OS的市場(chǎng)。嵌入式系統(tǒng)無(wú)論是芯片、軟件和產(chǎn)品應(yīng)用都在逐漸走向開源，開源之勢(shì)洶涌澎湃不可阻擋。

移動(dòng)互聯(lián)產(chǎn)品是開源軟件重要機(jī)緣

移動(dòng)互聯(lián)產(chǎn)品是開源軟件在嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的重要機(jī)會(huì)，這一點(diǎn)不僅嵌入式行業(yè)看到了，IT 產(chǎn)業(yè)也看到了。原ARM中國(guó)公司總裁譚軍博士近期指出開源軟件是下一代差異化計(jì)算平臺(tái)的理想選擇，芯片之爭(zhēng)、操作系統(tǒng)之爭(zhēng)的實(shí)質(zhì)是看誰(shuí)的生態(tài)環(huán)境的建立的好，開源軟件在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)有著無(wú)比豐富的生態(tài)環(huán)境。Linux基金會(huì)執(zhí)行總監(jiān)Jim 先生在北京2009開源世界峰會(huì)上發(fā)言指出，PC經(jīng)濟(jì)正在發(fā)生變化，而Linux是未來(lái)把握利潤(rùn)的車票。Jim解釋這個(gè)原因是以前單一的PC計(jì)算正在向以智能手機(jī)、MID、上網(wǎng)本和未來(lái)的各類云終端發(fā)展，而Linux是唯一開放的可嵌入到其中的平臺(tái)。

這里再舉個(gè)一個(gè)例子，目前已經(jīng)交由Linux基金會(huì)維護(hù)的英特爾Moblin 社區(qū)非常活躍，它是專門針對(duì)MID的操作系統(tǒng)，最新推出了2.0 版本有下面的特點(diǎn)和變化；第一；電源管理部分針對(duì)MID和Notebook做了優(yōu)化，使電池續(xù)航能力得到延長(zhǎng)。網(wǎng)絡(luò)功能作了進(jìn)一步擴(kuò)展，針對(duì)MID、 Notebook和車載移動(dòng)設(shè)備所需求的網(wǎng)絡(luò)連通性能進(jìn)行了擴(kuò)展，考慮到能夠支持最新的3G技術(shù)。第二；應(yīng)用程序框架重新設(shè)計(jì)。Moblin 2.0核心模塊放棄了前一版本所使用的Hildon應(yīng)用程序框架，主屏幕設(shè)計(jì)和應(yīng)用程序圖形界面設(shè)計(jì)有了更大的靈活性，可以以Flash AIR平臺(tái)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)用戶界面，也可以直接以HTML文件作為操作系統(tǒng)主屏幕或者應(yīng)用程序圖形界面，也可以采用GTK/Clutter這個(gè)支持2D/3D 動(dòng)畫的UI庫(kù)來(lái)設(shè)計(jì)應(yīng)用程序的圖形界面。第三；2.0版本開發(fā)工具更加便利。創(chuàng)建MID和Notebook等多種平臺(tái)上的Moblin影像的工具M(jìn)IC能夠在USB驅(qū)動(dòng)器、光盤等設(shè)備中創(chuàng)建一個(gè)帶有平臺(tái)特定的、完整的目標(biāo)文件系統(tǒng)的影像。見圖一 Moblin 2.0 的架構(gòu)

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圖一：Moblin 2.0 架構(gòu)

作為一家芯片公司的英特爾，花了這樣大的力量和金錢投資一個(gè)開放軟件平臺(tái)上，為了什么呢，就是為了掌握在未來(lái)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)世界里面更多話語(yǔ)權(quán)，因?yàn)?Wintel 架構(gòu)將不是這個(gè)世界唯一的計(jì)算平臺(tái)了。

中國(guó)嵌入式系統(tǒng)企業(yè)應(yīng)融入開源文化

國(guó)際性的嵌入式系統(tǒng)企業(yè)對(duì)于開源的重視和貢獻(xiàn)越來(lái)越大，比如，飛思卡爾半導(dǎo)體就把嵌入式Linux作為芯片基本OS 重點(diǎn)支持和研發(fā)，在北京也成立專門的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。包括飛思卡爾、MIPS、瑞薩、博通、ADI和英特爾這些嵌入式半導(dǎo)體公司、Montavista軟件、思科通信設(shè)備公司對(duì)于Linux 內(nèi)核的貢獻(xiàn)是很大的。見圖二公司對(duì)于改進(jìn)內(nèi)核的貢獻(xiàn)和圖三個(gè)人對(duì)于改進(jìn)內(nèi)核的貢獻(xiàn) 這讓我聯(lián)想到國(guó)內(nèi)的情況，一個(gè)方面以嵌入式Linux 為龍頭的嵌入式教育和培訓(xùn)熱火朝天，學(xué)員熱情很高，說(shuō)明企業(yè)有需求。

另外一個(gè)方面，放眼國(guó)內(nèi)，專業(yè)的嵌入式Linux公司越來(lái)越少，早在2000年初還有幾家，靈思、藍(lán)點(diǎn)，現(xiàn)在除了中科紅旗還有定制性的嵌入式 Linux 產(chǎn)品服務(wù)外，幾乎沒(méi)有一家專業(yè)的嵌入式Linux 軟件公司。再有，國(guó)內(nèi)大型的嵌入式設(shè)備商們都有相當(dāng)數(shù)量的Linux 研發(fā)團(tuán)隊(duì)，但是縱觀國(guó)際開源項(xiàng)目，幾乎沒(méi)有他們的身影， 甚至連國(guó)人的身影就很少。來(lái)自linux 社區(qū)的信息顯示，2.6.13 開始 華人中有越來(lái)越多的人參與到Kernel開發(fā)中來(lái)(從2.6.13的10人增加到2.6.27的63人)，華人從2.6.13的108個(gè)patch增加到 2.6.28的650個(gè)patch，但是總的情況看，華人對(duì)Kernel的貢獻(xiàn)所占比重還比較小(6%-8%)，外企華人的貢獻(xiàn)占了多數(shù),本土企業(yè)的比重比較小。這不禁讓人們聯(lián)想起若干年前，國(guó)際Linux 社區(qū)對(duì)于我們國(guó)內(nèi)某些Linux公司只索取沒(méi)有奉獻(xiàn)的開源之路的指責(zé)，如果中國(guó)大型企業(yè)不能像歐美日企業(yè)那樣追隨Linux 開源文化的精神，我們的嵌入式系統(tǒng)開源之路還將會(huì)非常漫長(zhǎng)。


圖二：公司對(duì)于改進(jìn)內(nèi)核的貢獻(xiàn)



圖三；個(gè)人對(duì)于改進(jìn)內(nèi)核的貢獻(xiàn)


理解嵌入式系統(tǒng)對(duì)開源軟件多樣性需求

嵌入式系統(tǒng)多學(xué)科交叉特點(diǎn)，決定了嵌入式系統(tǒng)對(duì)于嵌入式軟件的認(rèn)識(shí)和使用上的多元化現(xiàn)象。比如計(jì)算機(jī)專業(yè)的人員偏于喜好開源的嵌入式Linux OS，電子和自動(dòng)化專業(yè)更加偏于RTOS，比如uc/os-II（開源，商業(yè)使用收費(fèi)模式）和Vxwork(傳統(tǒng)的商業(yè)嵌入式操作系統(tǒng))。開源技術(shù)和思想對(duì)于嵌入式系統(tǒng)中非計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)科的集成電路設(shè)計(jì)中的SoC 技術(shù)已經(jīng)產(chǎn)生重要影響。

目前多數(shù)嵌入式系統(tǒng)半導(dǎo)體公司使用Linux作為基礎(chǔ)的OS。其次，嵌入式系統(tǒng)是應(yīng)用差異性很大的系統(tǒng)，比如通信行業(yè)；手機(jī)、智能手機(jī)、移動(dòng)終端（智能本）、上網(wǎng)本、交換機(jī)、移動(dòng)基站和交換機(jī)和電信服務(wù)器等等不同的產(chǎn)品，他們雖然是一個(gè)行業(yè)，但是他們各自的體系結(jié)構(gòu)、需求和應(yīng)用都不一樣。更不要說(shuō)不同的行業(yè)，比如消費(fèi)電子、工業(yè)控制和航空航天之間的差異就更大了。

嵌入式系統(tǒng)的計(jì)算平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)也比桌面和服務(wù)器復(fù)雜和種類繁多（比如ARM，PPC，MIPS，X86,和許多8-16bit MCU），這個(gè)特點(diǎn)決定了開源軟件在嵌入式系統(tǒng)中也是百花齊放，今天各種類似的開源軟件比如， Ecos、RTEMS，TinyOS和RTLinux，RTAI等面向?qū)崟r(shí)性、通用性Linux里面平臺(tái)也很多，面向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的Moblin、 Android和Ubuntu,向嵌入式系統(tǒng)的uc/Linux, Debian,還有商用公司Montavista,Timesys ,Windriver Linux 的開源版本都在嵌入式系統(tǒng)中自己的地位和應(yīng)用。

正視開源軟件在嵌入式系統(tǒng)中局限性

雖然開源之風(fēng)在嵌入式系統(tǒng)越來(lái)越大，但是部分嵌入式軟件平臺(tái)對(duì)于開源軟件仍持謹(jǐn)慎態(tài)度。部分企業(yè)經(jīng)過(guò)實(shí)踐體會(huì)到使用免費(fèi)開源軟件未必能夠幫助企業(yè)節(jié)省成本，購(gòu)買驗(yàn)證后的商業(yè)軟件和知識(shí)產(chǎn)權(quán)卻可以幫助企業(yè)作大作強(qiáng)。實(shí)際上應(yīng)該糾正使用Linux就意味省錢的想法，免費(fèi)開源軟件并一定比商業(yè)軟件節(jié)省開發(fā)和運(yùn)行成本。一般來(lái)講，成熟的嵌入式軟件需要經(jīng)過(guò)至少5年開發(fā)和驗(yàn)證時(shí)間，而且需要一個(gè)開發(fā)和支持團(tuán)隊(duì)，這樣的模式對(duì)于嵌入式軟件平臺(tái)的由為重要，因此目前包括航空航天、工業(yè)控制系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、汽車電子、醫(yī)療電子（除信息娛樂(lè)部分外）采用Linux和其他開源軟件都比較少。開源軟件在嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用還應(yīng)該注意避免走習(xí)慣性的單一化模式的思路，應(yīng)該以應(yīng)用為導(dǎo)向，以平臺(tái)為依托，結(jié)合自身研發(fā)和維護(hù)團(tuán)隊(duì)的技術(shù)特點(diǎn)，聯(lián)合芯片、合作伙伴和開源社區(qū)共同完成一個(gè)項(xiàng)目。

總結(jié)一下，嵌入式系統(tǒng)的多樣性和廣泛性決定了開源軟件在其中巨大的生存和發(fā)展空間，開源軟件的開放性、靈活性、低成本開發(fā)和維護(hù)模式可以幫助嵌入式產(chǎn)品解決產(chǎn)品正在面臨的市場(chǎng)挑戰(zhàn)和創(chuàng)新。開源技術(shù)和思想對(duì)于嵌入式系統(tǒng)中各個(gè)學(xué)科都將產(chǎn)生積極影響。