《國產(chǎn)嵌入式微系統(tǒng)msOS成型記》之一 何為嵌入式微系統(tǒng)

序

讀過與非網(wǎng)推出的《嵌入式操作系統(tǒng)史話》，通過何老師的講述，我們應(yīng)該對嵌入式操作系統(tǒng)的門派、歷史、演進以及未來發(fā)展趨勢有了較全面和深入的認識。

其中，幾乎所有嵌入式操作系統(tǒng)革新性的技術(shù)節(jié)點都始于歐美國家，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)者始終扮演追隨者的角色。

但我們也要看到，國內(nèi)的開發(fā)者們一直沒有放棄努力，雖然一個個先驅(qū)成為先烈，如紅旗Linux、都江堰等，仍擋不住一批批后繼者涌入，如凱思昊鵬的HOPEN、開源的RT-thread和μTenux以及飽受爭議的COS等。

在此，與非網(wǎng)推出《嵌入式微系統(tǒng)msOS成型記》系列，我們邀請與非網(wǎng)資深網(wǎng)友--王紹偉(鳳舞天)，介紹一款基于開源概念，此前在國內(nèi)幾為空白的，從實際需求出發(fā)的嵌入式操作系統(tǒng)--msOS，自誕生到完善成熟的成長故事，讓大家看到國內(nèi)這樣一批務(wù)實的開發(fā)者們在做什么。

何為嵌入式微系統(tǒng)

嵌入式微系統(tǒng)，顧名思義就是嵌入式微型操作系統(tǒng)，然而操作系統(tǒng)一詞在嵌入式行業(yè)里往往專指uC/OS之類的帶任務(wù)切換的系統(tǒng)，所以為了有別于這個專用名詞，往往用開發(fā)平臺一詞來代替，所以嵌入式微系統(tǒng)更準確的名字為嵌入式微型開發(fā)平臺。

大家肯定會問，uC/OS這樣的嵌入式操作系統(tǒng)跟嵌入式微系統(tǒng)到底有什么區(qū)別，那么我們就要從項目需求開始說起。

某個公司需要在嵌入式芯片(MCU51或者STM32)上開發(fā)一個控制項目，涉及LCD界面、多種不同接口速度的外設(shè)、多種不同速度的業(yè)務(wù)邏輯控制，下圖為常見的一種工業(yè)自動化項目需求。

作為項目負責人，首先要分析清晰項目需求，假設(shè)這個項目有點復雜，涉及多路采樣及多路PWM輸出，所以選擇STM32之類的高性能處理器，之后再考慮軟件設(shè)計。

這個項目設(shè)計到多路輸入傳感器及多路輸出，有高速的業(yè)務(wù)邏輯控制，也有低速的菜單界面，為了把低速的菜單界面與高速的業(yè)務(wù)邏輯分開獨立編程，所以引入嵌入式操作系統(tǒng)，比如uC/OS，會方便程序設(shè)計。

uC/OS除了任務(wù)切換功能等有限的功能外，沒有別的，所以其它的東西還是需要我們自己添加,菜單界面就是一個。界面編程里面，簡單的界面用狀態(tài)機還比較容易編程，但若涉及到稍微復雜一點的界面，傳統(tǒng)的狀態(tài)機編程思想就完全不適合了，代碼很難維護修改，為了提高可維護性，需要引入一個標準的菜單界面編程庫(GUI)，雖然現(xiàn)在網(wǎng)上也有不少，但適合自己的卻很難找，往往需要自己編寫一套菜單界面庫，這個工作量很大，難度也很難，最后往往退回到傳統(tǒng)狀態(tài)機菜單編程方式。

其它的硬件相關(guān)的設(shè)備驅(qū)動庫，都需要自己來完成，比如按鍵、串口、步進驅(qū)動等等。若這個項目需要多人協(xié)同開發(fā)、長期維護，則還需要制定架構(gòu)標準，一些接口規(guī)范，命名標準，而這么多的要求，對于大部分的小、微型企業(yè)的嵌入式項目負責人來說，要求太高了。所以最后這個項目負責人，往往自己一個人埋頭苦干，什么標準什么規(guī)范都沒有，經(jīng)過較長的一段時間開發(fā)加上后期的修修補補，項目勉強的交差了。然而當這個負責人離職的時候，面臨著無人接手的窘境。

我們再看消費類電子產(chǎn)品的開發(fā)模式，以MTK6225功能手機為例，RTOS采用Nucleus，菜單界面軟件庫采用PlutoMMI，此外還需要多媒體、文件系統(tǒng)，電話本、短消息等中間件，之后是各種硬件設(shè)備驅(qū)動，整個軟件架構(gòu)類似ARM公司提倡的CMSIS架構(gòu)。

MTK提供了整套硬件參考設(shè)計、PCB設(shè)計、生產(chǎn)流程、測試流程，軟件開發(fā)標準?？蛻敉ㄟ^不長的時間培訓即可掌握手機的開發(fā)設(shè)計，一般10來人的手機設(shè)計公司，在具有一定的手機設(shè)計經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，只需要2、3個月就可以設(shè)計出一款MTK提供的參考手機，之后公司基于這個參考手機做硬件上的機型改進及軟件上的界面調(diào)整即可。到了Android時代更是簡單了，因為Android軟件屬于通用軟件，所以軟件更是不需要培訓了。

其他消費類電子，比如以前的VCD、DVD、MP3、MP4等等，都采用類似的方式，只有采用這種方式，源頭廠家才可以快速的切入市場，并且可以同時管理、維護很多下游客戶，比如MTK的下游山寨手機公司上千家，大的手機廠家也有近百家之多。因為采用了標準的設(shè)計模版，應(yīng)用開發(fā)、客戶維護人員都不是很多，尤其是維護人員，大大降低，獲得高額的利潤。而因為采用標準通用的軟件架構(gòu)平臺，迅速的培養(yǎng)了大量的通用手機軟件人員，而這些軟件人員都可以在各個手機公司立即干活，不存在更換一個公司之后還需要培訓的問題，這樣下游廠家也不需要擔心人才流動引起的工作交接問題。

從以上例子可以看到，通用標準化的開發(fā)設(shè)計，帶來的好處是巨大的：提高了開發(fā)效率、縮短了開發(fā)周期、便于產(chǎn)品長期維護，容納更多的下游客戶。