DSO方法加速設(shè)備軟件開發(fā)

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

智能化、網(wǎng)絡(luò)化帶來新挑戰(zhàn)

　　回想20多年前，各類設(shè)備的功能和復雜度有90%以上都是依賴于硬件，緩慢的市場節(jié)奏允許開發(fā)人員對產(chǎn)品進行不緊不慢的精雕細琢，設(shè)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，各類設(shè)備的功能越來越復雜，但是品質(zhì)卻絲毫不能因此而打折扣，特別是工業(yè)和醫(yī)療設(shè)備更是如此。

　　隨著開放標準的廣泛應用，傳感器、控制器和企業(yè)級管理系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換越來越密切，相應地，這些設(shè)備對于網(wǎng)絡(luò)的依賴程度也越來越高。各類設(shè)備與Internet的連接能力將整個系統(tǒng)的遠程管理能力提升到了新的水平，同時也對單個設(shè)備和整體系統(tǒng)的安全性提出了更高的要求。同時，采用性能更高的處理器，可以開發(fā)出智能化程度更高的設(shè)備，而設(shè)備的成本也隨之提高。

　　例如，工業(yè)控制和醫(yī)療設(shè)備普遍都要求非常嚴格的實時性和可靠性，如果要把新技術(shù)引入經(jīng)過多年應用驗證的原有系統(tǒng)，廠商和用戶對由此引發(fā)的風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，還要控制好風險。

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

DSO——軟件開發(fā)新概念

　　確保軟件的可靠性，加快軟件開發(fā)的速度，適應不斷增加的復雜度，解決方案可以歸結(jié)為軟件人員長期期待的“Reuse(重復使用)”，也就是以“平臺”和“構(gòu)件”的思路來“組裝”設(shè)備軟件。正是在這樣的背景下，在設(shè)備軟件開發(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(shè)備軟件優(yōu)化）的概念。

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

　　作為一種平臺化的方法，DSO主要解決了設(shè)備軟件開發(fā)中所遇到的兩個問題：一是提供更高層次的基礎(chǔ)，讓設(shè)備軟件開發(fā)人員不必從最原始的功能開始做起；二是設(shè)備軟件人員新編寫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(shè)備軟件開發(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，其中不僅僅是一個嵌入式操作系統(tǒng)，而是集操作系統(tǒng)、開發(fā)工具和中間件于一身的開發(fā)環(huán)境，同時還特別強調(diào)配套的全球化技術(shù)支持與服務。

　　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)的觀察家都已經(jīng)把DSO作為一個專業(yè)領(lǐng)域進行分析，表明其市場地位已經(jīng)得以確立。例如，Gartner Research 的研究總監(jiān)Theresa Lanowitz就曾指出，“DSO方法提供了一個完整的集成化環(huán)境，以及針對特定市場實現(xiàn)商業(yè)化的中間件?！?/P>

　　對于設(shè)備軟件開發(fā)商來說，DSO方法可以為設(shè)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(shè)備的市場競爭力。此外，設(shè)備軟件優(yōu)化（DSO）還提供了統(tǒng)一的、端到端的集成化開發(fā)環(huán)境以及面向特定市場的中間件套件。由此，設(shè)備軟件開發(fā)者不再需要操心操作系統(tǒng)和芯片層面的問題，從而可以集中精力在應用軟件的層面來開發(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企業(yè)層面的問題，例如設(shè)備復雜性增加所帶來的軟件成本與復雜度、設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和協(xié)同、設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化帶來的安全性挑戰(zhàn)以及如何通過網(wǎng)絡(luò)來利用全球各地的資源等問題。

專業(yè)化平臺——軟件重用新方法

　　相同行業(yè)對于設(shè)備軟件開發(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(jù)。面向不同的行業(yè)應用，對設(shè)備軟件平臺進行有針對性的定制，就比面向所有的行業(yè)提供相同的軟件開發(fā)平臺具有更好適應能力。也就是說，通過面向行業(yè)應用，設(shè)備軟件平臺廠商可以為電子產(chǎn)品廠商提供更多的輔助功能和支持。

　　基于這樣的認識，Wind River不僅長期研究嵌入式軟件開發(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)對于嵌入式軟件開發(fā)的特殊需求，推出了面向特定行業(yè)的嵌入式軟件開發(fā)平臺。目前，Wind River已經(jīng)針對消費電子、工業(yè)及醫(yī)療、國防軍工、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和汽車電子等領(lǐng)域推出了特定的設(shè)備軟件開發(fā)平臺，在其中集成了操作系統(tǒng)、開發(fā)工具、連網(wǎng)模塊、通信接口、設(shè)備管理等模塊，為電子產(chǎn)品的開發(fā)提供了全方位的支持。這種做法不僅改變了設(shè)備軟件開發(fā)商的業(yè)務模式，也改變了整個電子產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)的生態(tài)，為電子產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)提高客戶滿意度和產(chǎn)品市場競爭力提供了更加直接的支持。

　　面向工業(yè)控制與醫(yī)療設(shè)備，Wind River 公司推出的DSO解決方案稱為Wind River Platform for Industrial Devices，其中組合了久經(jīng)業(yè)界應用考驗的實時操作系統(tǒng)VxWorks、先進的開放型軟件開發(fā)套件Wind River Workbench以及有關(guān)安全性、設(shè)備管理和車間網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的中間件、驅(qū)動軟件，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(tǒng)的安全性和可靠性放在了首位。

　　值得強調(diào)的是，作為Wind River工業(yè)控制專用平臺的有機組成部分之一，其中包括了內(nèi)容豐富的行業(yè)服務實踐（Industrial Services Practice），可以針對特定的應用領(lǐng)域提供專業(yè)化的培訓、技術(shù)支持與服務，從而有效地幫助客戶在市場要求的時間和成本之內(nèi)完成工業(yè)控制和醫(yī)療設(shè)備的開發(fā)工作。這些服務包括：設(shè)備設(shè)計、BSP及驅(qū)動程序優(yōu)化、軟件系統(tǒng)及中間件集成、遺留應用和基礎(chǔ)設(shè)施移植以及實時性能調(diào)優(yōu)。

Linux——設(shè)備軟件新動力

　　Linux和開放源代碼社群已成為設(shè)備軟件領(lǐng)域的熱門話題。將設(shè)備軟件從原來的平臺上移植到Linux平臺，的確可以為電子產(chǎn)品制造企業(yè)帶來不少好處。但是，在工業(yè)控制和醫(yī)療設(shè)備這類關(guān)鍵業(yè)務領(lǐng)域，使用Linux這樣的開源平臺，許多用戶和設(shè)備制造商仍然存在不小的疑慮。

　　Linux操作系統(tǒng)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始。操作系統(tǒng)是整個應用的平臺，最重要的是可靠性。如果你選用的操作系統(tǒng)來源不可靠，就很難相信它能夠成為可靠的設(shè)備軟件平臺，因而給你的總體擁有成本帶來很大的風險。在此決策過程中，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(diào)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Linux提供這種可靠性?！?/P>

　　Linux平臺是否可以用于工業(yè)控制和醫(yī)療設(shè)備這類關(guān)鍵應用，德州儀器公司和波音公司的實例做出了很好的證明。最近，Wind River公司日前宣布，與德州儀器合作開發(fā)支持TI OMAP2430手持設(shè)備與PDA應用處理器的Wind River Linux設(shè)備軟件平臺，以及風河Workbench開發(fā)工具套件（包含Workbench 片上調(diào)試工具等）。通過這項合作計劃，風河Linux平臺將全面支持OMAP2430處理器的高級多媒體功能，從而使移動手持設(shè)備制造商能夠更快速、更經(jīng)濟地開發(fā)、測試和部署各種下一代贏利型多媒體應用，如視頻會議、數(shù)字應約、移動終端互聯(lián)游戲（mobile-to-mobile gaming）和移動電視（mobile TV）等。去年7月，波音公司選擇Wind River 運營商級Linux（CGL，Carrier Grade Linux）平臺，用于多任務海上巡邏機（MMA）任務控制系統(tǒng)。國際知名的大公司將Wind River Linux應用于關(guān)鍵業(yè)務應用，對于工業(yè)控制和醫(yī)療設(shè)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(shè)備軟件專用平臺的組成部分之一，只有把它植入DSO的整體架構(gòu)之中，特別是與Wind River Workbench開發(fā)工具套件和Wind River全球化的專業(yè)服務結(jié)合起來，才能夠幫助工業(yè)控制和醫(yī)療設(shè)備制造商應對智能化、網(wǎng)絡(luò)化所帶來的挑戰(zhàn)。