嵌入式系统转向Linux

基于微处理器的嵌入式控制系统传统上使用专有的实时操作系统(RTOSs)来获得汽车发动机控制系统等应用所需的实时或近实时响应。然而，专有RTOS涉及一些特别棘手的问题。

一个主要问题是开发RTOS的工程成本。专有RTOS的开发取决于系统设计师，他们通常有更紧迫的问题要处理，例如，专注于为特定应用程序开发算法，而不是工程背景软件。即使使用以前开发的RTOS，也存在维护问题。

为了利用新的、性能更好的硬件，系统工程师必须对RTOS进行或多或少的重大修改。芯片制造商没有任何动力帮助系统工程师更新专有的RTOS以在他们的新硬件上运行，所以任务再次落在系统工程师身上。系统设计人员可以通过围绕广泛传播的商业操作系统设计应用程序来避免这些问题。目前，市场上有两种这样的操作系统足够吸引人:微软Windows和Linux。

根据Macraigor Systems的Brian Handley的说法，嵌入式系统设计人员正在用他们的脚压倒性地投票给Linux。Macraigor提供了一套硬件和软件调试工具，用于嵌入式开发的各个方面，从硬件调试到制造和测试。因此，该公司在观察嵌入式系统操作系统趋势方面处于独特的位置。他说，微软的产品就是看不见。

为什么地球上最常用的操作系统在嵌入式系统领域是不可见的?答案是延迟。大多数嵌入式系统应用程序需要实时响应速率。为面向办公室和互联网的使用而设计的操作系统是确定性的对立面。当他们遇到中断时，他们会对中断做出响应。

另一方面，Linux是一个开源产品。也就是说，源代码是免费的，任何人只要有必要和希望这样做，都可以使用、重用和修改源代码。具体来说，长期以来一直有一批Linux用户对在实时情况下应用操作系统感兴趣。

MontaVista Software针对各种环境(包括实时环境)优化了Linux。MontaVista的产品营销总监帕克斯顿•库珀(Paxton Cooper)说，“实时的含义取决于你的应用。”

关键是要知道您的嵌入式系统需要多快的反应速度。Windows对于桌面工作来说是实时的，比如文本编辑。电脑通常都在等着你按下一个键，很少有用户的打字速度快到可以使用Word的提前输入功能。另一方面，在防抱死制动系统(ABS)控制器中，几百毫秒的延迟可能会导致灾难。

该图显示了各种使用需求中的延迟需求，并将它们与现有的Linux实现进行了比较。大多数用户认为“实时”的应用程序范围从1毫秒到10毫秒以下。MontaVista的4.0版实时Linux，延迟在几十微秒范围内，为近一半的嵌入式应用提供了足够的“实时”性能，包括几乎所有的移动电话和工业应用，以及大多数电信应用。汽车控制应用需要进一步改进，例如发动机控制模块，特别是安全系统(ABS，安全气囊触发器等)。

其结果是Linux社区的真正胜利。随着处理器速度的提高和响应速度更快的开源操作系统版本的出现，除了在高性能端之外，对嵌入式系统“推出自己的”rtos的需求正在消失。

- - - - - -C.G.马西，资深编辑，
控制工程

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