《国产嵌入式微系统msOS成型记》之二 中低端嵌入式软件平台的困局

嵌入式领域有不少操作系统，大致可以三类：第一类以Wince、Linux、Android为代表的，属于大型操作系统，拥有内核任务调度、菜单界面、多媒体、网络、文件存储、外设驱动等一系列完善的功能，但这类操作系统属于非实时操作系统，往往用于办公、娱乐、人机接口等对时间要求不高的场合。此外因为功能太完善，对硬件的要求很高，最低配置CPU需要ARM9 200MHz，内存需要32MByte，支持MMU内存管理单元，标配彩屏。

第二类以VxWorks为例，属于功能丰富的嵌入式实时操作系统，功能丰富。往往用于高实时、高可靠的军工、航空航天、工业自动化领域，对硬件要求也比较高。

第三类以uC/OS-II，FreeRTOS为例，只有一个抢占式多任务实时操作系统的任务内核，此外还提供一些内核管理的函数接口及必要的扩展功能，其它的功能库如菜单界面、网络等都需要自己扩展，这类操作系统主要应用于中低端小型的项目中，成本要求高，需求多样，但一般不是很复杂，实时性有要求，但不苛刻，往往都是消费类或者一般的工业自动化设备，比如白色家电的控制系统、小型监控、传感器的测试平台、仪器仪表、小型工业自动化领域取代PLC，降低成本等等。

中低端小型项目，一般都是基于MCU51、ARM7或者现在的CortexM3、M0开发。简单的项目，软件最常用的是前后台系统，也叫裸奔，紧急响应用中断，低速处理在main大循环中执行。稍微复杂一点的在前后台系统的基础上引入了系统节拍，执行一些例行的事件，这个也叫时间片编程方式。再进一步是引入消息机制，实现消息机制编程方式。再复杂一些就引入uC/OS-II等RTOS，实现多任务编程，简化编程难度，但同时因为引入了RTOS，需要充分了解RTOS的特性，所以对编程人员的水平要求比较高。

苛刻的成本、需求的多样性，导致目前没有一套比较完善的操作系统统一这一方面的开发编程，哪怕是uC/OS-II等RTOS内核，也需要根据实际项目需求来配置、裁剪，增减不必要的软件功能。

此外，中低端小型项目，技术难度相对较低，所以嵌入式人员的入门门槛较低，这个本身是好事，然而也就是因为入门门槛太低，又没有一套统一的编程规范，导致编程的随意性很大，一个公司十个编程人员，有十套不同的编程方式，相互之间检查、维护非常困难，而小型企业的人才流动相对较大，软件负责人离开后，继任者因为编程的思维方式不同，往往看不懂前人的程序而废弃再重新设计，这样导致代码质量一直在低质量的重复循环，也极大的提高了公司的软件成本。

项目继承性这种情况在高校、研究所中尤为突出。比如一所研究所的主业是做传感器，但为了测试这款传感器必须要搭建一套嵌入式测试平台，若用WINCE、Linux等开发平台，需要一个嵌入式团队来开发，投入很高，维护很难，副业变成主业了，若是自己搭建一套完善的通用测试系统，既没有这个能力，也没有这个精力，所以一般都是针对性的设计这款传感器的测试系统。因为高校、研究所的学生经常更换，后来者看不懂前人的代码，又不得不重新设计。

中低端小型项目，需求虽然多样，虽然无法用一套操作系统去统一开发，但是我们可以把这些分为几类，比如彩屏的消费类、黑白屏的工控类、数码管显示的微控制类等等。这几年国内有一款比较出名的开源嵌入式操作系统叫RT-Thread，编程风格类似Linux，在OS的基础上集成了GUI、文件系统和网络功能，不少用户把它应用于消费类行业。而最新发展起来的一款开源嵌入式微系统叫msOS，采用微软的C#风格，侧重于平台架构，可以灵活组合，简单易用，目前整合了uC/OS-II，集成了128*64黑白屏的GUI、参数日志存储、PID算法库和步进驱动库，定位于仪器、仪表、小型工业自动化领域，msOS的中文名就叫嵌入式微系统。