Linux系統在嵌入式DVR中的應用

　　以強穩定性的優(yōu)勢，嵌入式DVR越來(lái)越被安防行業(yè)與廣大客戶(hù)所接受。嵌入式DVR的穩定性?xún)?yōu)勢不光來(lái)自于硬件的低故障率，很大因素取決于嵌入式DVR中所采用的操作系統及應用軟件的高穩定性，它所選用的軟件平臺起著(zhù)至關(guān)重要的作用。

　　從國內嵌入式DVR的領(lǐng)軍人物?？低暪驹谇度胧紻VR的開(kāi)發(fā)歷程上，可清晰地看出Linux系統在嵌入式DVR中的地位日益凸顯出來(lái)。?？低暪镜谝淮度胧紻VR的研發(fā)初期，在確定以Samsung S3C2510加Ti的DM642作為其硬件平臺的時(shí)候，采用了Linux與VxWorks同時(shí)開(kāi)發(fā)，相互參照、評估，最終主要由于基于對WindRiver 的VxWorks商用軟件的信賴(lài)，選用了VxWorks作為其操作系統及軟件開(kāi)發(fā)平臺；在第二代嵌入式DVR技術(shù)選型時(shí)，定下了以Ti的Davinci平臺作為硬件平臺，由于Linux提供了對該平臺的實(shí)現，而VxWorks不能提供該硬件平臺的支持，?？低暪具x擇性地將軟件平臺轉向了Linux系統；而在第三代嵌入式DVR的預言期間，就明確、肯定地將Linux定為?？低暪鞠乱淮度胧紻VR的系統平臺。不難看出，Linux憑著(zhù)其自身的特點(diǎn)，各方面的優(yōu)勢逐步成為了嵌入式DVR軟件平臺的主角。

　　當今非手機類(lèi)的嵌入式產(chǎn)品中，主流的操作系統有VxWorks，各種版本的Linux、uCOS-II、uC/OS，Qnx等等。其中最著(zhù)名的VxWorks是美國Wind River公司推出的一種嵌入式強實(shí)時(shí)操作系統，自20世紀80年代問(wèn)世以來(lái)，以其高性能、高可靠性、高實(shí)時(shí)性等特點(diǎn)成為實(shí)時(shí)操作系統中最具特色的系統。尤其以成功應用于美國軍方、國防部、航空航天項目如火星探測車(chē)和愛(ài)國者導彈等高科技產(chǎn)品而聲名鵲起。自1996年登陸中國，短短幾年就已成為國防、工業(yè)自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò )通信、航空航天、醫療儀器、狀態(tài)監控以及消費電子產(chǎn)品等嵌入式實(shí)時(shí)領(lǐng)域的首選操作系統。

　　VxWorks 作為商用軟件，以其實(shí)時(shí)性、可靠穩定性著(zhù)稱(chēng)于世，也因此被廣泛用在第一代的嵌入式DVR系統中。但正是它所具有的這些特性也必定限制了其發(fā)展，因為是商用軟件，所以有專(zhuān)業(yè)的、全職的技術(shù)人員進(jìn)行維護，雖然WindRiver是一家非常成功的嵌入式軟件公司，也同時(shí)可以擁有相當龐大的研發(fā)隊伍，但針對現代IT迅猛發(fā)展所帶來(lái)的眾多的硬件平臺、海量的軟件、協(xié)議而言，那是相當有限的，所以造成VxWorks系統現在所能支持的硬件平臺有限，只能支持一些主流廠(chǎng)家的典型平臺，完全不能和日新月異的硬件平臺所同步，也違背了IT產(chǎn)業(yè)著(zhù)名的摩爾定理。為了保證其可靠性，兼顧實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)，WindRiver在集成軟件模塊時(shí)非常謹慎，發(fā)展也就必然緩慢，造成不能對眾多的軟件協(xié)議實(shí)現及時(shí)地支持。

　　而且針對DVR系統，主要實(shí)現視音頻的編碼錄制任務(wù)，對于VxWorks推崇的實(shí)時(shí)特性并不能得到有效利用，在DVR系統中，每秒25幀、50場(chǎng)及20毫秒視頻編碼的實(shí)際處理任務(wù)都是由DSP或ASIC芯片等專(zhuān)用芯片完成，而CPU上運行的操作系統所負責的僅僅是應用級的程序調度，VxWorks所能達到的微時(shí)限（Deadline）特性對于DVR所需的應用任務(wù)來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)直是牛刀殺雞。而uCOS-II、uC/OS，Qnx等操作系統由于其本身產(chǎn)生的目的、設計的特性、維護運營(yíng)的模式都更適合于純的工業(yè)控制領(lǐng)域。

　　Linux自誕生那天開(kāi)始，就以開(kāi)源自由的特性吸引了全世界成千上萬(wàn)優(yōu)秀的技術(shù)人員投入到Linux軟件的開(kāi)發(fā)中來(lái)，使Linux系統得以高速發(fā)展，也使得Linux可以支持市場(chǎng)上絕大多數的硬件平臺和各式各樣的軟件協(xié)議，保持著(zhù)高度一致的同步性。在Linux的應用初期，Linux的自由開(kāi)放特性也使得不少商家對其產(chǎn)生很多的誤解，認為L(cháng)inux就是不需要投入的！“開(kāi)源意味著(zhù)自由，但并不是成本上的免費，盡管有時(shí)候的確免費。”位于加利福尼亞州San Mateo的開(kāi)源軟件開(kāi)發(fā)公司Untangle 的CTO Dirk Morris所說(shuō)的話(huà)給了Linux應用一個(gè)很好的參見(jiàn)。開(kāi)源軟件具有靈活性、可靠性、安全以及易于采用等諸多特點(diǎn)，但免費不能算特點(diǎn)，至少不是主要特點(diǎn)。由于開(kāi)源軟件參與的人員來(lái)自于世界各地，不同行業(yè)，不同領(lǐng)域，不同目的，開(kāi)發(fā)質(zhì)量也良莠不齊，獲得的技術(shù)支持很有限，使得開(kāi)源產(chǎn)品通常都不是一個(gè)完整的產(chǎn)品，也一定程度上造成使用Linux會(huì )遇到很多困難。因此我們一定不要把開(kāi)源簡(jiǎn)單地看成免費軟件，而應該把它視為自由軟件，自由軟件意味著(zhù)用戶(hù)可以自由地運行、拷貝、分發(fā)、研究和修改軟件。開(kāi)源的本質(zhì)是為程序員提供自由地查看和修改代碼的能力，讓程序員可以學(xué)習和借鑒別的程序員的設計思路，然后進(jìn)一步擴展和完善該產(chǎn)品，正是這個(gè)流程讓Linux功能越來(lái)越強大，性能越來(lái)越穩定。

　　隨著(zhù)Linux的日益成熟，使用者對其有了進(jìn)一步深入的了解，它所擁有的自由、開(kāi)源本性，使得Linux具有廣泛的硬件支持特性、不斷自我修復的完善性、強大的軟件協(xié)議特別是網(wǎng)絡(luò )的支持功能，也必定決定了其將用作各式各樣的嵌入式系統中，嵌入式DVR當然也不會(huì )例外。而且白熱化的DVR市場(chǎng)，使得成本因素、穩定因素、靈活因素越來(lái)越被各DVR用戶(hù)所看重，因此Linux也就自然成為了現代嵌入式DVR中的主角。為了提升嵌入式DVR的競爭力，現在嵌入式DVR產(chǎn)品的比拼已不局限于圖像編碼的壓縮率、清晰度等基本的視頻特性上，更關(guān)注于嵌入式DVR作為一個(gè)系統所能提供的服務(wù)，因此而帶來(lái)了各式各樣且非常新穎的需求，這種需求也只有具有靈活特性和廣大資源的Linux平臺才能完成，對于某個(gè)功能，比如客戶(hù)想要在DVR上加上SIP網(wǎng)關(guān)的功能，對于VxWorks這樣的封閉系統是很難實(shí)現的，而對于Linux來(lái)講，只要在主流的PC平臺上實(shí)現了，那對于嵌入式DVR平臺來(lái)講，僅僅是一個(gè)交叉編譯的修正實(shí)現。若要對某個(gè)新穎硬件的支持，比如某款新的CPU推出，或某個(gè)WiFi功能的支持，各廠(chǎng)家、協(xié)議組織都會(huì )推出相應的Linux的示例程序，得到相應的源代碼，我們要做的大多數僅僅是個(gè)平移實(shí)現的工作。