《嵌入式操作系統(tǒng)史話(huà)》之二：嵌入式OS 的“摩托”系

這里說(shuō)的“摩托”是指摩托羅拉（Motorola），嵌入式OS就是嵌入式操作系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱(chēng)。摩托羅拉是美國(guó)著名的通信和芯片設(shè)計(jì)制造公司，1928年成立。作為一家老牌通信巨頭，摩托羅拉在通信業(yè)的地位毋庸置疑，從摩托羅拉發(fā)明第一款手機(jī)開(kāi)始，摩托羅拉見(jiàn)證了迄今為止的整個(gè)手機(jī)發(fā)展史。許多人很熟悉摩托羅拉手機(jī)，但對(duì)于摩托羅拉公司芯片和計(jì)算機(jī)部（簡(jiǎn)稱(chēng)MCG）的業(yè)務(wù)了解不多。2003年摩托羅拉將半導(dǎo)體業(yè)務(wù)分離出來(lái)成立了飛思卡爾（Freescale）公司并獨(dú)立上市，繼續(xù)摩托羅拉以前的通訊、汽車(chē)電子和通用嵌入式處理器和MCU芯片設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)。2007年摩托羅拉的兩外一部分與嵌入式相關(guān)的業(yè)務(wù)-MCG則以3.5億美元出售給艾默生公司。2011年摩托羅拉自己核心業(yè)務(wù)-手機(jī)也被互聯(lián)網(wǎng)巨頭谷歌公司以125億美元收購(gòu)[1]。本文講述了與摩托羅拉嵌入式芯片和計(jì)算機(jī)密切相關(guān)的嵌入式OS發(fā)展中的一些有趣的事情。

靠摩托羅拉起家的OS-9
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(chēng)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， 比如VRTX（Reday System公司開(kāi)發(fā)-- 后被Microtec Research公司收購(gòu)），Psos（ISI公司開(kāi)發(fā)-后被Windriver公司收購(gòu)），LynxOS等，其中OS-9 （Microware公司開(kāi)發(fā)）的經(jīng)歷值得特別說(shuō)一說(shuō)。

OS-9 是一個(gè)實(shí)時(shí)、基于進(jìn)程、多任務(wù)和多用戶(hù)的操作系統(tǒng)，它很像Unix的一個(gè)實(shí)時(shí)版本（類(lèi)似技術(shù)的嵌入式OS還有LynxOS和QNX等）。OS-9的開(kāi)發(fā)始于80年代初，最初是支持MC6809 微處理器的一個(gè)稱(chēng)為BASIC09項(xiàng)目，后來(lái)隨著MC6809支持64KB存儲(chǔ)器擴(kuò)展到2MB，OS-9組件逐漸豐富起來(lái)，比如GUI，這使得它不僅使用在摩托羅拉的尋呼機(jī)上，見(jiàn)圖1所示，還應(yīng)用在一些早期個(gè)人電腦上，比如TRS-80 Color Computer（俗稱(chēng)CoCo）見(jiàn)圖2 所示。這樣的OS和圖形技術(shù)在當(dāng)時(shí)還是非常領(lǐng)先的[2] 。

圖1：基于OS-9 的摩托羅拉尋呼機(jī)（圖片源自嵌入式系統(tǒng)編程雜志）

圖2：基于MC6809/OS-9的CoCo計(jì)算機(jī)

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OS-9在80年代初開(kāi)始支持68K，80年后期重新改寫(xiě)成方便移植的內(nèi)核（基于C代碼），該內(nèi)核可以廣泛的支持X86，PPC、68K、MIPS和ARM。

OS-9 內(nèi)核在結(jié)構(gòu)上很有特色，既不是微內(nèi)核（它的效率要更高），也不是單片結(jié)構(gòu)（它的架構(gòu)更加安全和可靠）。OS-9的內(nèi)核、文件、驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用都是OS-9的一個(gè)單獨(dú)邏輯存儲(chǔ)模塊。每個(gè)模塊由自己?jiǎn)为?dú)的頭、數(shù)據(jù)/代碼和CRC。這樣這些邏輯模塊很容易在保證高可靠性基礎(chǔ)上動(dòng)態(tài)的創(chuàng)建和維護(hù)。?

OS-9 支持POSIX 的線(xiàn)程和API，因?yàn)榫邆鋵?shí)時(shí)性和Unix 應(yīng)用兼容性這2個(gè)特點(diǎn)，OS-9在支持摩托羅拉VME和CPCI總線(xiàn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)方面更具有特色。

2001年Radisys （一家北美的工業(yè)計(jì)算機(jī)公司）收購(gòu)了Microware，它希望提供一站式的解決方案，比如提供與Intel 合作的網(wǎng)絡(luò)處理器IXP1200 的解決方案等。但是因?yàn)闆](méi)有長(zhǎng)期的發(fā)展策略和資金支持，OS-9的發(fā)展和技術(shù)服務(wù)在后期基本處于停滯狀態(tài)，2013年3家Microware經(jīng)銷(xiāo)商用從Radisys 手里購(gòu)買(mǎi)了OS-9的資產(chǎn)，成立了Microware LP，繼續(xù)為OS-9用戶(hù)提供技術(shù)支持和服務(wù)[3]。

提供完整方案的飛思卡爾
2003年飛思卡爾從摩托羅拉獨(dú)立之后，一直致力于提供一站式解決方案，飛思卡爾不僅繼續(xù)加大力量與著名的嵌入式OS公司合作，比如Montavista的嵌入式Linux和風(fēng)河公司的Vxwork RTOS，還自己投入人力成立軟件研發(fā)中心，專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)開(kāi)源Linux 在PowerPC芯片移植和優(yōu)化工作。2004年飛思卡爾在通訊基站上大量使用的StarCore DSP芯片上推出了免費(fèi)SmartDSP OS軟件套件，套件內(nèi)包含了CodeWarrior IDE（該工具產(chǎn)品也在若干年后被飛思卡爾收購(gòu)）[4]。

今天許多用戶(hù)都會(huì)在使用飛思卡爾MCU的時(shí)候，看到了或者使用到一個(gè)MQX的RTOS。它原來(lái)是Precise 軟件技術(shù)公司1989 年開(kāi)發(fā)的一款RTOS，與OS-9技術(shù)路線(xiàn)不同，它是一款微內(nèi)核的RTOS，它具備多任務(wù)可搶占特性，經(jīng)過(guò)裁剪可配置為低至6KB 的ROM。除了內(nèi)核外還有文件、TCP/IP和USB模塊等組件，支持68K、Coldfire、PPC、ARM等CPU。MQX以率先采用開(kāi)放源代碼和免版稅商業(yè)模式在業(yè)內(nèi)著名。2000 年MQX 被ARC 公司收購(gòu)（一家銷(xiāo)售可配置處理器核的公司）。

2009 年飛思卡爾收購(gòu)了MQX，并在官方網(wǎng)站上提供開(kāi)放了其源代碼，使其成為開(kāi)源RTOS，并允許用戶(hù)可以在基于飛思卡爾的芯片上免費(fèi)使用這個(gè)軟件。MQX 的應(yīng)用主要是面向智能電子系統(tǒng)[5]。今天，你在購(gòu)買(mǎi)飛思卡爾半導(dǎo)體的MCU開(kāi)發(fā)板的時(shí)候，你將可以免費(fèi)獲得包括已經(jīng)優(yōu)化好的MQX RTOS和CodeWorrios的IDE開(kāi)發(fā)工具，不僅幫助降低研發(fā)和生產(chǎn)的成本，還加快了產(chǎn)品上市的時(shí)間，這對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)都是一大福音。

參考資料：
[1] Motorola 維基百科https://zh.wikipedia.org/
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/OS-9
[3] https://www.microware.com/
[4] Rober Oshana DSP for Embedded and Real-Time Systems Newnes 2012
[5] MQX維基百科https://zh.wikipedia.org/

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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(zhuān)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(chēng)為嵌入式OS）當(dāng)屬VRTX，因其在技術(shù)上創(chuàng)新性，得到用戶(hù)和嵌入式系統(tǒng)公司的廣泛支持，VRTX可稱(chēng)為商業(yè)嵌入式OS的開(kāi)拓和領(lǐng)導(dǎo)者……

系列之四：μC/OS的故事（一）

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(chēng)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(mén)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)……