DSO方法加速设备软件开发

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智能化、网络化给工业控制和医疗设备提出了许多新要求，而关键性的应用场合又使这些设备在引入新功能的时候面临着更多不容忽视的风险。与此同时，硬件与软件在这些设备的价值、功能和复杂度中所分担的比例也越来越向软件方面倾斜。工业控制和医疗设备制造商应该怎样面对由此而产生的重大挑战呢？

智能化、网络化带来新挑战

回想20多年前，各类设备的功能和复杂度有90%以上都是依赖于硬件，缓慢的市场节奏允许开发人员对产品进行不紧不慢的精雕细琢，设备之间也很少需要信息沟通，更谈不上用到宽带网络。

如今，各类设备的功能越来越复杂，但是品质却丝毫不能因此而打折扣，特别是工业和医疗设备更是如此。

随着开放标准的广泛应用，传感器、控制器和企业级管理系统之间的数据交换越来越密切，相应地，这些设备对于网络的依赖程度也越来越高。各类设备与Internet的连接能力将整个系统的远程管理能力提升到了新的水平，同时也对单个设备和整体系统的安全性提出了更高的要求。同时，采用性能更高的处理器，可以开发出智能化程度更高的设备，而设备的成本也随之提高。

例如，工业控制和医疗设备普遍都要求非常严格的实时性和可靠性，如果要把新技术引入经过多年应用验证的原有系统，厂商和用户对 由此引发的风险普遍都采取审慎的态度。他们必须在提升产品性能与效率、降低成本的同时，还要控制好风险。

众所周知，设备性能的提高主要来自硬件的进步，而功能的丰富多样化主要来自软件的复杂化。怎样才能在软件复杂化的同时降低成本与风险，这是许多工业控制和医疗设备制造厂商面临的重大挑战。因此，人们必须用新的思路重新审视工业控制和医疗设备的软件开发方法。

dso――软件开发新概念

确保软件的可靠性，加快软件开发的速度，适应不断增加的复杂度，解决方案可以归结为软件人员长期期待的“Reuse(重复使用)”，也就是以“平台”和“构件”的思路来“组装”设备软件。正是在这样的背景下，在设备软件开发领域拥有20多年经验的Wind River公司提出了DSO （Device Software Optimization，设备软件优化）的概念。

与传统的嵌入式软件开发的小团队“作坊式”方法不同，DSO强调更加完整的企业级、全球化解决方案。传统的嵌入式软件开发环境，一般都是针对单个产品，选择一个RTOS，再加上一些开发、调试工具。DSO方法则完全不同，它是在整个电子制造企业和产品生命周期这些更大的范畴内对设备软件的开发、部署和维护进行规划，充分考虑到产品生命周期各个阶段的需求，实现了更大跨度的最优化。有了DSO，甚至可以在设备中注入远程管理和维护功能，让电子产品提供商或服务商在自己的办公室即可对远在地球另一边用户现场的设备提供维护和支持，从而以更低的成本使设备的使用率和性能保持最佳状态。当然，在设备软件的开发阶段，DSO工具所提供的远程协同能力允许开发团队的诸多成员散布在不同城市、不同时区的不同国家，但却可以共同交流开发成果和问题。

作为一种平台化的方法，DSO主要解决了设备软件开发中所遇到的两个问题：一是提供更高层次的基础，让设备软件开发人员不必从最原始的功能开始做起；二是设备软件人员新编写的应用软件有高度的可重用性，可以在今后的产品中重复使用。

DSO解决方案所提供的设备软件开发平台具有层次高、硬件支持范围广、高度集成、高可靠性等特点，其中不仅仅是一个嵌入式操作系统，而是集操作系统、开发工具和中间件于一身的开发环境，同时还特别强调配套的全球化技术支持与服务。

DSO概念首先由Wind River公司 CEO Ken Kleinz在2004 Embedded Systems Conference上的演讲中提出。如今，华尔街的金融分析师和IT产业的观察家都已经把DSO作为一个专业领域进行分析，表明其市场地位已经得以确立。例如，Gartner Research 的研究总监Theresa Lanowitz就曾指出，“DSO方法提供了一个完整的集成化环境，以及针对特定市场实现商业化的中间件。”

对于设备软件开发商来说，DSO方法可以为设备软件的性能、成本和可靠性注入新的活力，从而在根本上增强了电子设备的市场竞争力。此外，设备软件优化（DSO）还提供了统一的、端到端的集成化开发环境以及面向特定市场的中间件套件。由此，设备软件开发者不再需要操心操作系统和芯片层面的问题，从而可以集中精力在应用软件的层面来开发产品的竞争力。而电子制造企业的决策者则可以全身心地处理整个企业层面的问题，例如设备复杂性增加所带来的软件成本与复杂度、设备网络互联和协同、设备网络化带来的安全性挑战以及如何通过网络来利用全球各地的资源等问题。

专业化平台――软件重用新方法

相同行业对于设备软件开发的需求具有许多共同的特性,因此行业领域是界定需求特征的重要依据。面向不同的行业应用，对设备软件平台进行有针对性的定制，就比面向所有的行业提供相同的软件开发平台具有更好适应能力。也就是说，通过面向行业应用，设备软件平台厂商可以为电子产品厂商提供更多的辅助功能和支持。

基于这样的认识，Wind River不仅长期研究嵌入式软件开发工作中的普遍需求，从中提取出共性的东西，形成普遍适用的开发平台，而且致力于研究分析不同行业对于嵌入式软件开发的特殊需求，推出了面向特定行业的嵌入式软件开发平台。目前，Wind River已经针对消费电子、工业及医疗、国防军工、网络设备和汽车电子等领域推出了特定的设备软件开发平台，在其中集成了操作系统、开发工具、连网模块、通信接口、设备管理等模块，为电子产品的开发提供了全方位的支持。这种做法不仅改变了设备软件开发商的业务模式，也改变了整个电子产品产业的生态，为电子产品生产企业提高客户满意度和产品市场竞争力提供了更加直接的支持。

面向工业控制与医疗设备，Wind River 公司推出的DSO解决方案称为Wind River Platform for Industrial Devices，其中组合了久经业界应用考验的实时操作系统VxWorks、先进的开放型软件开发套件Wind River Workbench以及有关安全性、设备管理和车间网络互联的中间件、驱动软件，所支持的网络协议包括CAN、DCOM、OPC、USB、Wi-Fi和IPv4/IPv6。在所有这些功能特性中，都把系统的安全性和可靠性放在了首位。

值得强调的是，作为Wind River工业控制专用平台的有机组成部分之一，其中包括了内容丰富的行业服务实践（Industrial Services Practice），可以针对特定的应用领域提供专业化的培训、技术支持与服务，从而有效地帮助客户在市场要求的时间和成本之内完成工业控制和医疗设备的开发工作。这些服务包括：设备设计、BSP及驱动程序优化、软件系统及中间件集成、遗留应用和基础设施移植以及实时性能调优。

Linux――设备软件新动力

Linux和开放源代码社群已成为设备软件领域的热门话题。将设备软件从原来的平台上移植到Linux平台，的确可以为电子产品制造企业带来不少好处。但是，在工业控制和医疗设备这类关键业务领域，使用Linux这样的开源平台，许多用户和设备制造商仍然存在不小的疑虑。

Linux操作系统到处都拿得到，这是选择Linux的一大好处。但是，如果处理不好，错误的选择就可能成为一系列麻烦的开始。操作系统是整个应用的平台，最重要的是可靠性。如果你选用的操作系统来源不可靠，就很难相信它能够成为可靠的设备软件平台，因而给你的总体拥有成本带来很大的风险。在此决策过程中，最重要的一项决定是：选择商业套装Linux软件平台（Commercial Grade Linux），还是自行获取源代码并自行完成平台和工具的集成和调试。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可以为Linux提供这种可靠性。”

Linux平台是否可以用于工业控制和医疗设备这类关键应用，德州仪器公司和波音公司的实例做出了很好的证明。最近，Wind River公司日前宣布，与德州仪器合作开发支持TI OMAP2430手持设备与PDA应用处理器的Wind River Linux设备软件平台，以及风河Workbench开发工具套件（包含Workbench 片上调试工具等）。通过这项合作计划，风河Linux平台将全面支持OMAP2430处理器的高级多媒体功能，从而使移动手持设备制造商能够更快速、更经济地开发、测试和部署各种下一代赢利型多媒体应用，如视频会议、数字应约、移动终端互联游戏（mobile-to-mobile gaming）和移动电视（mobile TV）等。去年7月，波音公司选择Wind River 运营商级Linux（CGL，Carrier Grade Linux）平台，用于多任务海上巡逻机（MMA）任务控制系统。国际知名的大公司将Wind River Linux应用于关键业务应用，对于工业控制和医疗设备的Linux应用具有指标性的意义。

需要注意的是，Linux只是Wind River设备软件专用平台的组成部分之一，只有把它植入DSO的整体架构之中，特别是与Wind River Workbench开发工具套件和Wind River全球化的专业服务结合起来，才能够帮助工业控制和医疗设备制造商应对智能化、网络化所带来的挑战。