DSO方法加速設備軟件開(kāi)發(fā)

　　智能化、網(wǎng)絡(luò )化給工業(yè)控制和醫療設備提出了許多新要求，而關(guān)鍵性的應用場(chǎng)合又使這些設備在引入新功能的時(shí)候面臨著(zhù)更多不容忽視的風(fēng)險。與此同時(shí)，硬件與軟件在這些設備的價(jià)值、功能和復雜度中所分擔的比例也越來(lái)越向軟件方面傾斜。工業(yè)控制和醫療設備制造商應該怎樣面對由此而產(chǎn)生的重大挑戰呢？

智能化、網(wǎng)絡(luò )化帶來(lái)新挑戰

　　回想20多年前，各類(lèi)設備的功能和復雜度有90%以上都是依賴(lài)于硬件，緩慢的市場(chǎng)節奏允許開(kāi)發(fā)人員對產(chǎn)品進(jìn)行不緊不慢的精雕細琢，設備之間也很少需要信息溝通，更談不上用到寬帶網(wǎng)絡(luò )。

　　如今，各類(lèi)設備的功能越來(lái)越復雜，但是品質(zhì)卻絲毫不能因此而打折扣，特別是工業(yè)和醫療設備更是如此。

　　隨著(zhù)開(kāi)放標準的廣泛應用，傳感器、控制器和企業(yè)級管理系統之間的數據交換越來(lái)越密切，相應地，這些設備對于網(wǎng)絡(luò )的依賴(lài)程度也越來(lái)越高。各類(lèi)設備與Internet的連接能力將整個(gè)系統的遠程管理能力提升到了新的水平，同時(shí)也對單個(gè)設備和整體系統的安全性提出了更高的要求。同時(shí)，采用性能更高的處理器，可以開(kāi)發(fā)出智能化程度更高的設備，而設備的成本也隨之提高。

　　例如，工業(yè)控制和醫療設備普遍都要求非常嚴格的實(shí)時(shí)性和可靠性，如果要把新技術(shù)引入經(jīng)過(guò)多年應用驗證的原有系統，廠(chǎng)商和用戶(hù)對由此引發(fā)的風(fēng)險普遍都采取審慎的態(tài)度。他們必須在提升產(chǎn)品性能與效率、降低成本的同時(shí)，還要控制好風(fēng)險。

　　眾所周知，設備性能的提高主要來(lái)自硬件的進(jìn)步，而功能的豐富多樣化主要來(lái)自軟件的復雜化。怎樣才能在軟件復雜化的同時(shí)降低成本與風(fēng)險，這是許多工業(yè)控制和醫療設備制造廠(chǎng)商面臨的重大挑戰。因此，人們必須用新的思路重新審視工業(yè)控制和醫療設備的軟件開(kāi)發(fā)方法。

DSO——軟件開(kāi)發(fā)新概念

　　確保軟件的可靠性，加快軟件開(kāi)發(fā)的速度，適應不斷增加的復雜度，解決方案可以歸結為軟件人員長(cháng)期期待的“Reuse(重復使用)”，也就是以“平臺”和“構件”的思路來(lái)“組裝”設備軟件。正是在這樣的背景下，在設備軟件開(kāi)發(fā)領(lǐng)域擁有20多年經(jīng)驗的Wind River公司提出了DSO （Device Software Optimization，設備軟件優(yōu)化）的概念。

　　與傳統的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的小團隊“作坊式”方法不同，DSO強調更加完整的企業(yè)級、全球化解決方案。傳統的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，一般都是針對單個(gè)產(chǎn)品，選擇一個(gè)RTOS，再加上一些開(kāi)發(fā)、調試工具。DSO方法則完全不同，它是在整個(gè)電子制造企業(yè)和產(chǎn)品生命周期這些更大的范疇內對設備軟件的開(kāi)發(fā)、部署和維護進(jìn)行規劃，充分考慮到產(chǎn)品生命周期各個(gè)階段的需求，實(shí)現了更大跨度的最優(yōu)化。有了DSO，甚至可以在設備中注入遠程管理和維護功能，讓電子產(chǎn)品提供商或服務(wù)商在自己的辦公室即可對遠在地球另一邊用戶(hù)現場(chǎng)的設備提供維護和支持，從而以更低的成本使設備的使用率和性能保持最佳狀態(tài)。當然，在設備軟件的開(kāi)發(fā)階段，DSO工具所提供的遠程協(xié)同能力允許開(kāi)發(fā)團隊的諸多成員散布在不同城市、不同時(shí)區的不同國家，但卻可以共同交流開(kāi)發(fā)成果和問(wèn)題。

　　作為一種平臺化的方法，DSO主要解決了設備軟件開(kāi)發(fā)中所遇到的兩個(gè)問(wèn)題：一是提供更高層次的基礎，讓設備軟件開(kāi)發(fā)人員不必從最原始的功能開(kāi)始做起；二是設備軟件人員新編寫(xiě)的應用軟件有高度的可重用性，可以在今后的產(chǎn)品中重復使用。

　　DSO解決方案所提供的設備軟件開(kāi)發(fā)平臺具有層次高、硬件支持范圍廣、高度集成、高可靠性等特點(diǎn)，其中不僅僅是一個(gè)嵌入式操作系統，而是集操作系統、開(kāi)發(fā)工具和中間件于一身的開(kāi)發(fā)環(huán)境，同時(shí)還特別強調配套的全球化技術(shù)支持與服務(wù)。

　　DSO概念首先由Wind River公司 CEO Ken Kleinz在2004 Embedded Systems Conference上的演講中提出。如今，華爾街的金融分析師和IT產(chǎn)業(yè)的觀(guān)察家都已經(jīng)把DSO作為一個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行分析，表明其市場(chǎng)地位已經(jīng)得以確立。例如，Gartner Research 的研究總監Theresa Lanowitz就曾指出，“DSO方法提供了一個(gè)完整的集成化環(huán)境，以及針對特定市場(chǎng)實(shí)現商業(yè)化的中間件?！?/P>

　　對于設備軟件開(kāi)發(fā)商來(lái)說(shuō)，DSO方法可以為設備軟件的性能、成本和可靠性注入新的活力，從而在根本上增強了電子設備的市場(chǎng)競爭力。此外，設備軟件優(yōu)化（DSO）還提供了統一的、端到端的集成化開(kāi)發(fā)環(huán)境以及面向特定市場(chǎng)的中間件套件。由此，設備軟件開(kāi)發(fā)者不再需要操心操作系統和芯片層面的問(wèn)題，從而可以集中精力在應用軟件的層面來(lái)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的競爭力。而電子制造企業(yè)的決策者則可以全身心地處理整個(gè)企業(yè)層面的問(wèn)題，例如設備復雜性增加所帶來(lái)的軟件成本與復雜度、設備網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)和協(xié)同、設備網(wǎng)絡(luò )化帶來(lái)的安全性挑戰以及如何通過(guò)網(wǎng)絡(luò )來(lái)利用全球各地的資源等問(wèn)題。

專(zhuān)業(yè)化平臺——軟件重用新方法

　　相同行業(yè)對于設備軟件開(kāi)發(fā)的需求具有許多共同的特性,因此行業(yè)領(lǐng)域是界定需求特征的重要依據。面向不同的行業(yè)應用，對設備軟件平臺進(jìn)行有針對性的定制，就比面向所有的行業(yè)提供相同的軟件開(kāi)發(fā)平臺具有更好適應能力。也就是說(shuō)，通過(guò)面向行業(yè)應用，設備軟件平臺廠(chǎng)商可以為電子產(chǎn)品廠(chǎng)商提供更多的輔助功能和支持。

　　基于這樣的認識，Wind River不僅長(cháng)期研究嵌入式軟件開(kāi)發(fā)工作中的普遍需求，從中提取出共性的東西，形成普遍適用的開(kāi)發(fā)平臺，而且致力于研究分析不同行業(yè)對于嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的特殊需求，推出了面向特定行業(yè)的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)平臺。目前，Wind River已經(jīng)針對消費電子、工業(yè)及醫療、國防軍工、網(wǎng)絡(luò )設備和汽車(chē)電子等領(lǐng)域推出了特定的設備軟件開(kāi)發(fā)平臺，在其中集成了操作系統、開(kāi)發(fā)工具、連網(wǎng)模塊、通信接口、設備管理等模塊，為電子產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供了全方位的支持。這種做法不僅改變了設備軟件開(kāi)發(fā)商的業(yè)務(wù)模式，也改變了整個(gè)電子產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)的生態(tài)，為電子產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)提高客戶(hù)滿(mǎn)意度和產(chǎn)品市場(chǎng)競爭力提供了更加直接的支持。

　　面向工業(yè)控制與醫療設備，Wind River 公司推出的DSO解決方案稱(chēng)為Wind River Platform for Industrial Devices，其中組合了久經(jīng)業(yè)界應用考驗的實(shí)時(shí)操作系統VxWorks、先進(jìn)的開(kāi)放型軟件開(kāi)發(fā)套件Wind River Workbench以及有關(guān)安全性、設備管理和車(chē)間網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)的中間件、驅動(dòng)軟件，所支持的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議包括CAN、DCOM、OPC、USB、Wi-Fi和IPv4/IPv6。在所有這些功能特性中，都把系統的安全性和可靠性放在了首位。

　　值得強調的是，作為Wind River工業(yè)控制專(zhuān)用平臺的有機組成部分之一，其中包括了內容豐富的行業(yè)服務(wù)實(shí)踐（Industrial Services Practice），可以針對特定的應用領(lǐng)域提供專(zhuān)業(yè)化的培訓、技術(shù)支持與服務(wù)，從而有效地幫助客戶(hù)在市場(chǎng)要求的時(shí)間和成本之內完成工業(yè)控制和醫療設備的開(kāi)發(fā)工作。這些服務(wù)包括：設備設計、BSP及驅動(dòng)程序優(yōu)化、軟件系統及中間件集成、遺留應用和基礎設施移植以及實(shí)時(shí)性能調優(yōu)。

Linux——設備軟件新動(dòng)力

　　Linux和開(kāi)放源代碼社群已成為設備軟件領(lǐng)域的熱門(mén)話(huà)題。將設備軟件從原來(lái)的平臺上移植到Linux平臺，的確可以為電子產(chǎn)品制造企業(yè)帶來(lái)不少好處。但是，在工業(yè)控制和醫療設備這類(lèi)關(guān)鍵業(yè)務(wù)領(lǐng)域，使用Linux這樣的開(kāi)源平臺，許多用戶(hù)和設備制造商仍然存在不小的疑慮。

　　Linux操作系統到處都拿得到，這是選擇Linux的一大好處。但是，如果處理不好，錯誤的選擇就可能成為一系列麻煩的開(kāi)始。操作系統是整個(gè)應用的平臺，最重要的是可靠性。如果你選用的操作系統來(lái)源不可靠，就很難相信它能夠成為可靠的設備軟件平臺，因而給你的總體擁有成本帶來(lái)很大的風(fēng)險。在此決策過(guò)程中，最重要的一項決定是：選擇商業(yè)套裝Linux軟件平臺（Commercial Grade Linux），還是自行獲取源代碼并自行完成平臺和工具的集成和調試。Wind River公司CMO John Bruggeman指出：“Linux并不缺少功能，而是缺少可靠性的保障。而Wind River可以為L(cháng)inux提供這種可靠性?！?/P>

　　Linux平臺是否可以用于工業(yè)控制和醫療設備這類(lèi)關(guān)鍵應用，德州儀器公司和波音公司的實(shí)例做出了很好的證明。最近，Wind River公司日前宣布，與德州儀器合作開(kāi)發(fā)支持TI OMAP2430手持設備與PDA應用處理器的Wind River Linux設備軟件平臺，以及風(fēng)河Workbench開(kāi)發(fā)工具套件（包含Workbench 片上調試工具等）。通過(guò)這項合作計劃，風(fēng)河Linux平臺將全面支持OMAP2430處理器的高級多媒體功能，從而使移動(dòng)手持設備制造商能夠更快速、更經(jīng)濟地開(kāi)發(fā)、測試和部署各種下一代贏(yíng)利型多媒體應用，如視頻會(huì )議、數字應約、移動(dòng)終端互聯(lián)游戲（mobile-to-mobile gaming）和移動(dòng)電視（mobile TV）等。去年7月，波音公司選擇Wind River 運營(yíng)商級Linux（CGL，Carrier Grade Linux）平臺，用于多任務(wù)海上巡邏機（MMA）任務(wù)控制系統。國際知名的大公司將Wind River Linux應用于關(guān)鍵業(yè)務(wù)應用，對于工業(yè)控制和醫療設備的Linux應用具有指標性的意義。

　　需要注意的是，Linux只是Wind River設備軟件專(zhuān)用平臺的組成部分之一，只有把它植入DSO的整體架構之中，特別是與Wind River Workbench開(kāi)發(fā)工具套件和Wind River全球化的專(zhuān)業(yè)服務(wù)結合起來(lái)，才能夠幫助工業(yè)控制和醫療設備制造商應對智能化、網(wǎng)絡(luò )化所帶來(lái)的挑戰。