嵌入式微系统msOS成型记之二：中低端嵌入式软件平台的困局

嵌入式领域有不少操作系统，大致可以三类：第一类以Wince、Linux、Android为代表的，属于大型操作系统，拥有内核任务调度、菜单界面、多媒体、网络、文件存储、外设驱动等一系列完善的功能，但这类操作系统属于非实时操作系统，往往用于办公、娱乐、人机接口等对时间要求不高的场合。 嵌入式微系统在当前科技领域扮演着至关重要的角色，特别是在中低端设备中。本文将深入探讨嵌入式操作系统在这一领域的困境与解决方案。嵌入式操作系统大致可分为三类：大型操作系统、实时操作系统以及轻量级实时操作系统。 大型操作系统如Windows CE、Linux和Android，具备强大的功能，包括内核任务调度、图形用户界面、多媒体支持、网络连接、文件存储和设备驱动等。然而，这些系统并不适合需要严格实时性的应用场景，因为它们是非实时操作系统。通常，它们被广泛应用于办公、娱乐以及对时间要求不那么严格的人机交互界面。这类操作系统对硬件要求较高，例如至少需要ARM9 200MHz处理器和32MB内存，并且要求支持MMU（内存管理单元）。 VxWorks是功能丰富的实时操作系统，常见于高实时性、高可靠性的应用，如军事、航空、航天和工业自动化。它们对硬件要求也较高，但能确保在规定的时间内完成任务。 第三类是轻量级实时操作系统，如uC/OS-II和FreeRTOS，它们仅包含抢占式多任务内核，以及一些基本的内核管理功能。开发者需要自己添加额外的库来实现如用户界面、网络等功能。这类系统主要用于成本敏感、需求多样的中低端项目，如家用电器控制、小型监控、传感器测试平台、仪器仪表和工业自动化设备。对于这类项目，开发通常会经历从简单的前后台系统到更复杂的多任务实时操作系统（如uC/OS-II）的演变过程。 中低端项目的挑战在于，由于成本限制和需求多样性，没有统一的操作系统适用于所有开发。即使是像uC/OS-II这样的RTOS，也需要根据项目需求进行裁剪和定制。另一方面，由于技术门槛较低，导致编程规范不统一，使得代码维护和项目继承性成为问题。人才流动性大，当软件负责人离职后，新接手的开发者可能因理解差异而重写代码，造成资源浪费。 为解决这些问题，一些开源嵌入式操作系统如RT-Thread应运而生，它集成了GUI、文件系统和网络功能，适用于消费类产品。而新兴的msOS则以微软C#的编程风格，强调平台灵活性和易用性，整合了uC/OS-II，并提供黑白屏GUI、参数日志存储、PID算法库和步进驱动库，特别适合仪器仪表和小型工业自动化领域。 通过细分市场需求，如将项目分为彩屏消费类、黑白屏工控类和微控制类，可以更有效地利用特定的操作系统进行开发。msOS等定制化解决方案的出现，为中低端嵌入式软件平台的困局提供了新的思路，有望改善当前的开发效率和代码质量，降低软件成本。