Linux与嵌入式系统的绝配

李柠

（转载自赛迪网 2000/07/18）

　　最近来自美国的TRANSMETA公司和网虎国际的两条消息，再次将世人的眼光吸引到Linux的身上：Linux之父Linus在TRANSMETA开发出了一款MobelLinux，而网虎国际也开发出全球最小的Linux内核——QUARK（夸克）。这两款应用于嵌入式操作系统的Linux系统，目前已成功地在一些芯片上获得了应用。这也许是给大家的一个信号：Linux将在嵌入式领域获得广泛应用，信息家电时代的来临已为期不远。

　　如很多专家所言，Linux最终将为我们带来一次新的革命，它将再一次改变我们的生活和工作方式。在这次变革来临之前，我们应该做好准备。

　　嵌入式计算机系统离我们有多远？

　　这样的提问也许会令专业人士发笑，因为答案就是：嵌入式系统早已渗入到人们日常生活的每一个角落，与我们的生活息息相关！

　　美国汽车大王福特公司的高级经理曾宣称，“福特出售的‘计算能力’已超过了IBM”。显然，这并不是一个哗众取宠或者夸张的说法。

　　为了更好地考察这个问题，请允许我表述一下嵌入式系统（Embedded Systems）的定义：以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。举例来说，大到油田的集散控制系统和工厂流水线，小到家用VCD机或手机，甚至组成普通PC终端设备的键盘、鼠标、软驱、硬盘、显示卡、显示器、Modem、网卡、声卡等均是由嵌入式处理器控制的。嵌入式系统市场的深度和广度，由此可略见一斑。尽管如此，它的市场价值也许仍然超过了您的想象：今天，嵌入式系统带来的工业年产值已超过了1万亿美元。

　　天造地设的绝配

　　一个完整的系统，当然要包括硬件和软件两个部分，这就好像必须要有丈夫和妻子，才能组成一个完整的家庭。尽管嵌入式系统有着无比广阔的市场需求和发展前景，但嵌入式系统的发展多年来却经历了一个曲折和痛苦的历程。随着微处理器的产生，价格低廉、结构小巧的CPU和外设连接提供了稳定可靠的硬件架构，那么限制嵌入式系统发展的瓶颈就突出表现在了软件方面。尽管从八十年代末开始，陆续出现了一些嵌入式操作系统，比较著名的有Vxwork、pSOS、Neculeus和Windowss CE，但仍然有大量的嵌入式系统摒弃操作系统，而仅仅包括一些控制流程。当然，我们可以说在嵌入式系统相对简单的情况下，这些控制流程足以应付。但是，当嵌入式系统的功能变得复杂之后，也就是说需要提供更完善的服务的时候，简单控制逻辑就不够用了。毋庸置疑，对于任何一个产品来说，服务的内容和质量，都是价值的源泉和生存的基础。我们不妨做一个夸张而又通俗的比喻，也许雇一个保姆能够解决生活的一部分后顾之忧，但一个真正意义上的家庭必须需要一位妻子。

　　那么是什么造成嵌入式系统领域大量的黄金、钻石王老五至今孑然一身呢？特殊的人才有特殊的需求，显然我们需要的是一个身材苗条、容貌姣好、身体健康、聪慧善良、上得厅堂下得厨房，甚至不向我们的工资袋多看一眼的贤内助。也就是说，嵌入式系统需要的是一套高度简练、界面友善、质量可靠、应用广泛、易开发、多任务，并且价格低廉的操作系统。

　　人们可以发现，以上所说的要求简直就是在形容Linux。更为令人心动的是，除上述优点之外，Linux与生俱来的优秀网络血统，更为今后的发展铺平了一条宽广平坦的大路。这里的网络，并不仅仅指Internet。关于Linux在Internet中的优势，将需要专门文章论述，这里仅仅提醒大家注意的是另一个，也许可以说较Internet更为广阔的市场：家庭网络。尽管全世界每分每秒都有成千上万的优秀软件工程师致力于将个人电脑（PC）的操作系统变得更加简单易用，但令人遗憾的是，对某些特定的年龄和社会阶层的人群来说，要想开启精彩的网络世界大门，依然有一道难以逾越的门槛。社会上关于个人电脑的普及班和书籍铺天盖地，而我们却从未听说过有关于操作电视、空调的培训。Linux系统和嵌入式设备的结合，无疑将会对智能住宅及数字家电事业，注入无限澎湃的动力。这并不是什么超前的设想，许多具有高前瞻性的企业，已经从研发阶段过渡到生产阶段，推出了多姿多彩的嵌入式Linux操作系统的PDA、相机或者更为概念化的信息家电。网虎国际已与Intel合作，将夸克Linux应用于Intel去年推出的StrongARM芯片上。人们可以在这一平台上享受上网和听MP3的乐趣。据悉， Linus本人在归家的途中已经在利用手机指示家中的咖啡壶为自己准备咖啡了。

　　信息家电的未来

　　信息家电将会是未来的主流产业，它将成为今后两年技术发展的主流和未来发展的强有力的技术推动，也是各嵌入式操作系统竞相争夺的重要市场。国际上用于信息电器的嵌入式操作系统有40种左右。在有关嵌入式软件产品中，3Com公司下属子公司的PalmOS全球占有份额达50%（3Com从不对非3Com公司发放许可）， WinCE则占有29%。WinCE是精简的Windows95，从技术的角度上来说，并不能算是优秀的嵌入式操作系统。嵌入式操作系统非常注重个性化，而WinCE是非开放性操作系统，使第三方很难实现产品的定制。嵌入式操作系统追求高效、节能，WinCE在这方面是笨拙的。它占用过多的内存，应用程序庞大。Linux是源代码开放软件，不存在黑箱技术。Linux作为一种可裁减的软件平台系统，是发展未来嵌入设备产品的绝佳资源。遍布全球的众多Linux爱好者又能给予Linux开发者强大的技术支持。Linux更小、更稳定，而且是免费的，在价格上极具竞争力。

　　Linux操作系统的出现，将会更好地体现市场的专业细分原则。这至少包括几个方面的含义。首先是面向大众普及，操作系统的导入，嵌入式计算设备将变得功能更为强大，同时更加简便易用，而改变过去的“你可以利用我提供的设备做许多工作，前提是你必须和我一样专业”的局面。其实除了专业人员以外，并不是人人都需要功能强大的计算设备。举例来说，网络的突出功能就是提供了互动的功能，但依然有许多人选择电视或其他传统媒体。因为人们并不想时时在每一个领域进行“创造”，更多的时候只是简单地“索取”。我们也许会选择相信和依赖于某一个经过挑选的专业团体为我们提供的资讯，这种索取的需求就是市场的要求。因此，致力于提高原有设备的附加计算功能，甚至比提供专业的计算设备的附加使用功能更有价值。让那些复杂的操作交给生产厂家去完成吧，用户更需要的是坐享其成。继而，对于生产厂家来说，更可以专心致力于根据客户的需求，完善设计。至于相应的软件，与过去相比，更可以放心大胆地要求专业化的软件开发人员去实现厂商的设计要求。

　　除了我们自身的想象力，还有什么会限制Linux在嵌入式领域的发展呢？