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我们为什么必须要解决嵌入式端的异构问题?

发布时间:2019-05-31 09:48:42 来源:中国软件网 作者:宿艺
[摘要]虚拟化技术是一项老技术,异构问题是一个更老的问题。然而,当这两项技术放在嵌入式端来解决,却成了一个联接着我们的过去和现在,并且左右...
虚拟化技术是一项老技术,异构问题是一个更老的问题。然而,当这两项技术放在嵌入式端来解决,却成了一个联接着我们的过去和现在,并且左右着我们未来的问题。因而,这也就成为了一个我们必须要解决的问题。从这个角度去看,我们才能理解为什么风河公司的Wind River Helix™ Virtualization Platform(Helix Platform)一经推出,就被列为年度美国商业奖(美国顶级商业奖计划)中软件开发解决方案优胜者。这一小步,将注定对5G和物联网时代产生深远的影响。

再谈异构

多数人听到异构这个词,是在服务器端听说的。但在服务器端,只存在着屈指可数的芯片种类和操作系统种类。因此,与嵌入式端的异构相比,服务器端的异构系统只能算是小巫见大巫。

嵌入式芯片随便罗列一下,就有十多种之多,其应用软件系统又各自成体系。更要命的是,由于嵌入式系统服役周期长,在服务器端一些老古董系统只会在博物馆中才会见到,但在嵌入式系统里,只有整体系统中还服务着某一古董级系统,就必须对此古董级系统实现兼容。

更可怕的,是一个名为数字孪生的新概念。顾名思义它就是一个在现实中的物理实体,在虚拟信息空间里还有一个与物理实体动态一致的数字副本。云计算兴起之后,对于实现了自动驾驭功能的飞机和智能汽车而言,为了快速反应,自动驾驭功能却往往依靠边缘计算能力实现。而在云端,却还有一个数字副本,以利于整体的指挥和把控。而随着越来越多的设备采用数字孪生的方法,边缘计算和云计算有了越来越大的重叠时,嵌入式端的异构问题会被带到云端,甚至要和服务器端的系统实现兼容。

嵌入式系统因为服务周期很长,在异构的问题上背上了沉重的历史包袱。而类似于数字孪生等技术的应用,又让嵌入式系统这个“老革命“遇上了新问题。可以说,这一次,嵌入式系统的两端一端联接着我们的历史,另一端则影响着我们的未来。当嵌入式的异构问题成为我们必须要迈过去的一道坎时,风河公司的Helix Platform适时出现了。借助于虚拟化技术,Helix Platform把联接历史和未来的钥匙交到了我们手上。

在三个鸡蛋上跳舞

对于多数人而言,嵌入式系统是烧制在芯片中的一堆程序,因而是静止的。但随着智能设备功能的不断涌现,嵌入式系统同样面临着应用开发的难题。而当开发人员通过编码、排错、调试等一系列工作,让系统实现所需的功能和稳定性之后,由于异构的存在,换到另一种系统或场景之后,开发人员需要把上述工作重新再做一遍。

由于嵌入式系统的历史包袱,开发人员在极端的情况下,甚至可能将上述工作重复十多次。从最终的开发成果考虑,十多次的重复意味着软件交付周期长,在智能设备日新月异的今天,这一点是极为致命的。嵌入式系统按照代码行收费,大量的重复工作意味着代码量的上升,最终会使得最后的产品成本升高。可能开发人员真不愿意做这种吃力不讨好的工作,但没办法,这是稳定性的要求。不把稳定性的要求放在首位,结果会是非常致命的。大家脑补一下大型智能交通设备因内部嵌入式系统造成的惨剧,就会发现我说的一点也没有言过其实。

这样,对于嵌入式系统开发人员而言,开发的本质就是在可靠性、开发效率、成本这三个鸡蛋上跳舞,以达到某种微妙的平衡。不得不说,这道题目有点难。这样我们还是直接转去看一下Helix Platform给出的答案吧。

Helix Platform在应用场景上,可以支持静态、动态和不同安全级别的应用场景;而在操作系统层面,能同时支持VxWorks RTOS、风河Linux、开源Linux、微软Windows、用户自主开发系统;而在架构层面,不仅能支持Arm和Intel架构硬件平台,还能支持多核硬件。有了这些技术做为保证,Helix Platform就因为符合各类行业标准、整合应用程序,永不过时、强健的分区、风河Workbench IDE 及风河Simics仿真,能够真正降低成本、复杂性和风险。由于风河在嵌入式系统的影响和广大的业务合作伙伴,开发人员开发的系统也易于得到类似于ISO 26262 汽车安全标准、IEC 61508 工业功能安全标准、DO-178C 机载系统安全标准这样的认证。

在Java语言的鼎盛时期,Sun曾替程序员喊出了:“一次编写,到处运行”的心声。今天,对于嵌入式端的开发人员而言,这又何曾不是他们的心声呢?

我们可以为5G物联网时代做些什么

单从技术角度而言,我们今天处在一个变革的动荡期。云计算已经极大地改变IT的业态,也改变IT系统用户的应用业态。在云计算之后,边缘计算正在以惊人的速度变得无处不在。新的5G时代,可能每个人应用的物联网传感器会有上千个。这上千个传感器需要数据交互,也需要把数据汇总,在协同的系统下做出最后正确的决策。

诸如此类的技术浪潮还有很多,并且它们注定会在明天发生。这些技术浪潮也注定会影响到对嵌入式系统有着广泛需求的汽车、航空电子、工控、医疗等领域。

这些行业有一大特点,就是对稳定性的需求压倒一切。但在今天,却又无一不受到层出不穷的新技术的冲击。嵌入式应用因为嵌入式设备种类的增加,以及海量新功能的实现,而变得膨胀。但在这些膨胀发生之前,我们依然要重复一遍:稳定性压倒一切。当这些膨胀后的系统越来越深地渗入我们的生活之后,作为用户,我们依然要喊出:稳定压倒一切。

我们今天的开发工作实际上是在为这些膨胀的系统筑基,而出于“稳定压倒一切”的考虑,我们需要在可靠性、开发效率、成本这三者之间取得平衡关系:在稳定性得到保证的前提下,尽可能提升开发效率、降低开发成本。而为了达到这个目的,我们希望更多类似于Helix Platform的解决方案被开发出来。

所以,在本文的最后,让我们再一次郑重介绍Helix Platform:将多个操作系统和不同安全级别的应用程序整合到单一边缘计算软件平台,为航空航天、国防、工控、医疗和汽车市场提供简洁、安全和永不过时的关键基础设施解决方案。

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