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《嵌入式操作系統(tǒng)史話》之五:μC/OS的故事(二)

2014/02/10
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  • 3評(píng)論
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書(shū)接上回


由于《μC/OS,The Real-Time Kernel》書(shū)寫(xiě)得很成功,在二十世紀(jì)90年代,使用μC/OS的工程師越來(lái)越多。開(kāi)發(fā)者很容易就可以把操作系統(tǒng)移植到新的硬件平臺(tái)上,開(kāi)發(fā)了無(wú)數(shù)基于μC/OS的應(yīng)用。雖然有少數(shù)μC/OS用戶只是在業(yè)余時(shí)間對(duì)μC/OS修修改改,但更多工程師真正把該操作系統(tǒng)用在了復(fù)雜的和要求苛刻的商業(yè)項(xiàng)目上。而來(lái)自μC/OS用戶的評(píng)論和建議也幫助我不斷完善該操作系統(tǒng)。在最初幾年內(nèi),我僅僅對(duì)μC/OS做了一些很微小的改動(dòng)。然而,當(dāng)R&D出版社要求我寫(xiě)μC/OS的第二個(gè)版本時(shí),我決定對(duì)我的操作系統(tǒng)和書(shū)做一次大的改進(jìn)。升級(jí)后的操作系統(tǒng)就是μC/OS-II。


快速瀏覽μC/OS-II源文件,可以發(fā)現(xiàn)該操作系統(tǒng)與μC/OS是不同的。在μC/OS中,所有與處理器無(wú)關(guān)的代碼都包含在一個(gè)C文件中,而μC/OS-II把它分成多個(gè)文件,每個(gè)文件對(duì)應(yīng)操作系統(tǒng)中的一種服務(wù)。μC/OS-II還提供了其前一版所沒(méi)有的許多功能,包括堆棧檢測(cè)功能、介入函數(shù)和安全的存儲(chǔ)器動(dòng)態(tài)分配法。為了將這個(gè)全新的操作系統(tǒng)的新功能交代清楚,書(shū)的頁(yè)數(shù)幾乎增加了一倍。正如新操作系統(tǒng)要有一個(gè)新的名字,這本新的書(shū)也就有了一個(gè)新的名字《MicroC/OS-II,The Real-Time Kernel》。(在新的書(shū)名中,用“Micro”替代了“μ”,這是因?yàn)闀?shū)名中的這個(gè)希臘字符給很多零售商帶來(lái)了麻煩)?!禡icroC/OS-II,The Real-Time Kernel》一書(shū)于1998年出版。在這本新書(shū)中,配有μC/OS-II源代碼。這一次,很快有數(shù)千名開(kāi)發(fā)人員測(cè)試了這個(gè)新的內(nèi)核,并反饋了很多寶貴意見(jiàn)。另外一個(gè)方面,對(duì)于那些對(duì)內(nèi)核了解甚少的人來(lái)說(shuō),這本書(shū)全面并通俗易懂地講述了操作系統(tǒng)的基本原理。很多大學(xué)教授開(kāi)始意識(shí)到這本書(shū)對(duì)想學(xué)習(xí)內(nèi)核的新手來(lái)說(shuō)有著很大的吸引力,于是,他們開(kāi)始圍繞μC/OS-II設(shè)計(jì)整套教學(xué)課程。很快,學(xué)習(xí)過(guò)μC/OS-II內(nèi)核的大學(xué)畢業(yè)生開(kāi)始參加工作,并在他們的工作中繼續(xù)使用μC/OS-II。


注:本書(shū)中文版《μC/OS-II-源代碼公開(kāi)的實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)》由清華大學(xué)邵貝貝教授翻譯,中國(guó)電力出版社2001年出版,這在當(dāng)時(shí)的中國(guó)圖書(shū)市場(chǎng)應(yīng)該是最早出版的嵌入式OS圖書(shū)之一。


當(dāng)很多學(xué)生因?yàn)槲覍?xiě)的書(shū)和很容易拿到的源代碼而開(kāi)始學(xué)習(xí)μC/OS-II時(shí),大量的工程師則是由于其可靠性而選擇使用μC/OS-II。2000年7月,一款嵌入μC/OS-II的航空電子產(chǎn)品拿到了DO-178B A級(jí)認(rèn)證,這意味著這個(gè)操作系統(tǒng)的可靠性得到了權(quán)威認(rèn)證。該認(rèn)證受航空電子聯(lián)合組織(FAA)認(rèn)可,只有那些被認(rèn)為是足夠安全、可用于航空器的軟件才能拿到該認(rèn)證。直到今天,只有很少幾個(gè)操作系統(tǒng)成功地通過(guò)了軟件認(rèn)證必須經(jīng)歷的苛刻測(cè)試。DO-178B認(rèn)證只是μC/OS-II取得的眾多認(rèn)證書(shū)中的一個(gè)。其它的認(rèn)證書(shū)包括美國(guó)食品和藥品管理局的上市前通知書(shū)(pre-market notification,510(k)),醫(yī)療設(shè)備的上市前許可證(pre-market approval)和針對(duì)工業(yè)控制的IEC-61508。符合這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)μC/OS-II在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用是至關(guān)重要的;不過(guò),這些認(rèn)證對(duì)其它行業(yè)的工程師也有重要意義,因?yàn)檫@些認(rèn)證表明μC/OS-II具有可靠性高、文檔完備和可縮短產(chǎn)品上市時(shí)間等優(yōu)點(diǎn),這對(duì)任何設(shè)計(jì)都是很有益的。


一直到90年代末,我仍然全職在Dynalco公司工作,那時(shí)我僅用工作以外的時(shí)間,已經(jīng)很難跟上操作系統(tǒng)的發(fā)展要求。我認(rèn)為回答每一個(gè)μC/OS-II用戶的問(wèn)題是我的責(zé)任,但流入我郵箱的信件卻源源不斷。既然已經(jīng)不能再把操作系統(tǒng)作為一個(gè)業(yè)余項(xiàng)目來(lái)做,我決定創(chuàng)建自己的軟件公司。

1999年秋季,Micriμm公司正式成立。Micriμm由2個(gè)詞構(gòu)成,即“Micro”(意思為微處理器微控制器)和“ium”(意思為世界),因此,Micriμm的意思是(從軟件的眼中看)微處理器世界。在成立Micriμm公司的前不久,我開(kāi)始編寫(xiě)μC/OS-II一書(shū)的第二版,該書(shū)于1999年11月出版,并配有新版本的內(nèi)核。該操作系統(tǒng)增加了2個(gè)主要的功能:事件標(biāo)志組和互斥型信號(hào)量。書(shū)中詳細(xì)描述的這些新功能深受μC/OS-II用戶的歡迎。同樣,這本書(shū)本身也非常受歡迎;

《MicroC/OS-II,The Real-Time Kernel》的第二版很快就出現(xiàn)在眾多嵌入式軟件開(kāi)發(fā)者的書(shū)架上。實(shí)際上,這本書(shū)是在嵌入式系統(tǒng)方面發(fā)售的最為暢銷的一本書(shū)。


注:本書(shū)中文版《嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-II》由清華大學(xué)邵貝貝教授翻譯,北京航空航天大學(xué)出版社2003年出版,這本書(shū)廣受歡迎,已經(jīng)銷售了數(shù)萬(wàn)冊(cè),見(jiàn)圖1 。


圖1《嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-II》


進(jìn)入2000年以后,Micriμm公司擴(kuò)張了。一些工程師加入到Micriμm公司中,他們不僅把μC/OS-II移植到一些新的硬件平臺(tái)上,而且開(kāi)發(fā)了大量的范例工程,寫(xiě)了很多應(yīng)用筆記。2002年,我的一個(gè)老朋友Christian Legare加入到Micriμm公司,并成為公司副總裁,他有著豐富的管理和技術(shù)經(jīng)驗(yàn),進(jìn)一步促進(jìn)了公司的快速發(fā)展。自從Christian加入到Micriμm公司后,公司就從一個(gè)只有一個(gè)產(chǎn)品的公司發(fā)展成一個(gè)有著15個(gè)組合產(chǎn)品的公司。與此同時(shí),為了滿足μC/OS-II用戶不斷發(fā)展的需求,μC/OS-II還增加了一些新的功能,包括給操作系統(tǒng)增加了各種各樣的新API函數(shù),以及把內(nèi)核支持的最大任務(wù)數(shù)從64個(gè)擴(kuò)展到255個(gè)。作為公司的總裁,我仍然專注于編寫(xiě)一流的內(nèi)核代碼,最近完成的是μC/OS-III。經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)小時(shí)小心翼翼地編程和測(cè)試才完成的μC/OS-III是一個(gè)魯棒性很好的操作系統(tǒng),雖然它的根基是μC/OS-II,但卻是一個(gè)全新的內(nèi)核。根據(jù)用戶的反饋和長(zhǎng)時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)積累,μC/OS-III增加了幾個(gè)重要的功能(見(jiàn)《嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)μC/OS-III》第一章“概述”)。


注:《μC/OS-III,the real time kernel》自2010年在美國(guó)出版,現(xiàn)在已經(jīng)按不同微控制器共出版了7冊(cè),本書(shū)中文版已經(jīng)有2冊(cè)《嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-III》和《嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-III應(yīng)用開(kāi)發(fā)》由宮輝、何小慶等人翻譯,北京航空航天大學(xué)出版社2012年出版,現(xiàn)已經(jīng)銷售了數(shù)千冊(cè),見(jiàn)圖2 。

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圖2《嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)μC/OS-III》和《嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-III應(yīng)用開(kāi)發(fā)》


當(dāng)編寫(xiě)新軟件的時(shí)候,我對(duì)那些流行的、沒(méi)有經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的技術(shù)的使用持高度謹(jǐn)慎的態(tài)度。雖然我喜歡跟蹤高科技領(lǐng)域內(nèi)的最新發(fā)展,但我認(rèn)為把關(guān)注點(diǎn)放在解決工程師的實(shí)際問(wèn)題和提供一個(gè)可靠的、完整的內(nèi)核,要比放在如何盡早跟上那些剛出現(xiàn)的發(fā)展趨勢(shì)更加重要。這種哲學(xué)思想已經(jīng)在μC/OS發(fā)展中獲得了相當(dāng)大的成功。到今天,Micriμm公司發(fā)展到它的第十個(gè)年頭,已經(jīng)成為一個(gè)高度知名的嵌入式軟件提供商。工業(yè)界調(diào)查報(bào)告一致顯示該操作系統(tǒng)是嵌入式領(lǐng)域中的最為流行的操作系統(tǒng)之一。我的目標(biāo)過(guò)去是,將來(lái)還會(huì)繼續(xù)是為我在Dynalco公司時(shí)所面臨的、現(xiàn)在數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)者還在繼續(xù)面臨的那一類問(wèn)題,提供有效的解決方案。

與非網(wǎng)原創(chuàng)內(nèi)容,未經(jīng)許可,不得轉(zhuǎn)載

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系列之一:何為嵌入式操作系統(tǒng)?

摘要:對(duì)嵌入式操作系統(tǒng)的定義,國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者和企業(yè)界人士的理解都不盡相同,具有代表性的意見(jiàn)有兩種;一種是說(shuō)嵌入式系統(tǒng)就是嵌入式的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),另外一種認(rèn)為嵌入式系統(tǒng)是一種機(jī)電結(jié)合、軟硬結(jié)合執(zhí)行某種特殊功能的系統(tǒng)……

系列之二:嵌入式OS的“摩托”系

摘要:摩托羅拉自1974年發(fā)布第一款MC6800 --8位微處理器到1979發(fā)布的MC68000(簡(jiǎn)稱68K)-16/32位CPU之后,其芯片因?yàn)榧纯梢允褂迷谟?jì)算機(jī)系統(tǒng)中,也可以使用在嵌入式系統(tǒng),很快成為當(dāng)時(shí)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。最早開(kāi)發(fā)嵌入式OS的公司,許多都是借助摩托羅拉的市場(chǎng)起家的……

系列之三:VRTX--商業(yè)嵌入式OS的開(kāi)拓者

摘要:除了上一篇提到的OS-9以外,最早出現(xiàn)的嵌入式操作系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱為嵌入式OS)當(dāng)屬VRTX,因其在技術(shù)上創(chuàng)新性,得到用戶和嵌入式系統(tǒng)公司的廣泛支持,VRTX可稱為商業(yè)嵌入式OS的開(kāi)拓和領(lǐng)導(dǎo)者……

摘要:μC/OS的故事起始于1989年。那時(shí),我(注:即Jean Labrosse先生)加入到位于美國(guó)佛羅里達(dá)州勞德代爾堡市的Dynalco控制公司,并開(kāi)始為大型工業(yè)往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)全新的、基于微控制器的點(diǎn)火控制系統(tǒng)……

摘要:在討論開(kāi)源的嵌入式操作系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱嵌入式OS)之前,我們先把開(kāi)源軟件搞清楚。“開(kāi)源軟件”目前并沒(méi)有明確定義,也沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)許可證。許多公司采用開(kāi)放源代碼一詞,大概有這樣兩種情況……

系列之七:風(fēng)河-嵌入式OS的常青樹(shù)

摘要:過(guò)去30年間,風(fēng)河和VxWorks在嵌入式OS領(lǐng)域一直處在領(lǐng)先地位,在航空航天、通信、工業(yè)控制等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用,在業(yè)內(nèi)被稱為嵌入式OS的常青樹(shù)……

系列之八:手機(jī)中的嵌入式OS

摘要:手機(jī)屬于嵌入式設(shè)備,手機(jī)軟件平臺(tái)使用的操作系統(tǒng)屬于嵌入式OS的范疇。傳統(tǒng)的功能手機(jī)(Feature Phone)使用了實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)(RTOS)為基礎(chǔ)的手機(jī)軟件平臺(tái)。入門級(jí)的智能手機(jī)采用了半開(kāi)放的嵌入式OS(比如Symbian),而今天高端的智能手機(jī)多采用Android和IOS這樣的通用型的OS……

系列之九:手機(jī)中的嵌入式OS(二)

摘要:為你介紹那些開(kāi)源的操作系統(tǒng),Android以及它的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手們的整個(gè)OS產(chǎn)業(yè)生態(tài)……

系列之十:汽車電子-嵌入式OS逐鹿的新戰(zhàn)場(chǎng)

摘要:根據(jù)IEEE 2009年2月的報(bào)告,豪華級(jí)別的汽車的軟件代碼長(zhǎng)度將超過(guò)1億行,如此巨大的代碼量不使用嵌入式操作系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱嵌入式OS)和軟件平臺(tái)架構(gòu)是不可想象的,以此聯(lián)動(dòng)產(chǎn)生的軟件研發(fā)、測(cè)試和維護(hù)成本也是巨大的,帶給汽車的安全性和可靠性隱患更是無(wú)法預(yù)估的。由此也成為嵌入式Os逐鹿的新戰(zhàn)場(chǎng)……

摘要:20世紀(jì)70年代末,嵌入式OS商業(yè)產(chǎn)品在美國(guó)和加拿大等國(guó)家出現(xiàn),90年代末嵌入式OS的數(shù)量呈現(xiàn)井噴式增加,最鼎盛的時(shí)候有數(shù)百種之多,即使經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展和淘汰,現(xiàn)在依然有數(shù)十余種。我注意到,在眾多的公司中有人盡皆知的著名企業(yè),比如微軟和風(fēng)河,而更多的是映襯在這些大紅花周圍的綠葉公司,其中許多都是小公司,甚至個(gè)人,他們多數(shù)默默無(wú)聞……

系列之十二:嵌入式OS的未來(lái)

摘要:嵌入式OS發(fā)展到今天已經(jīng)有30多年歷史了,未來(lái)的嵌入式OS 會(huì)是什么樣的?技術(shù)會(huì)有哪些變化?商業(yè)還會(huì)蓬勃發(fā)展,還是逐漸消亡呢?筆者在撰寫(xiě)《嵌入式操作系統(tǒng)史話》專欄期間,恰逢美國(guó)的CES2014,我參觀了LG,三星、SONY,奧迪等大企業(yè)展位,看到Intel、恩智浦和TI等半導(dǎo)體公司最新芯片解決方案,了解到國(guó)外嵌入式OS最新發(fā)展的一些情況……

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中國(guó)軟件行業(yè)協(xié)會(huì)嵌入式系統(tǒng)分會(huì)副理事長(zhǎng),嵌入式系統(tǒng)聯(lián)誼會(huì)秘書(shū)長(zhǎng),中國(guó)軟件行業(yè)協(xié)會(huì)理事。是國(guó)內(nèi)最早涉足嵌入式OS者之一,創(chuàng)辦了北京麥克泰軟件技術(shù)有限公司,有近30年嵌入式技術(shù)和市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)。是《嵌入式操作系統(tǒng)風(fēng)云錄:歷史演進(jìn)與物聯(lián)網(wǎng)未來(lái)》一書(shū)作者,并譯有《嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-III應(yīng)用開(kāi)發(fā)》和《嵌入式軟件精解》等多本譯著。目前關(guān)注的領(lǐng)域:嵌入式OS、物聯(lián)網(wǎng)與穿戴設(shè)備和技術(shù)創(chuàng)業(yè)。個(gè)人網(wǎng)站:www.hexiaoqing.net。