??? 相較其它典型的專有商用OS，Linux蓬勃發(fā)展的原因在于其是開原始碼,、成本低,、使用快速安全。與其它OS相較,，它能夠更好地進行‘剪裁’,，且只占用較小空間。利用Linux,，再加上來自開放原始碼社群的持續(xù)支持,，工程師能夠使用和控制原始程序代碼。開放原始碼社群是由熟悉Linux的工程師組成的大型社群,。

不斷改進的Linux核心

??? 然而,，在面對特定嵌入式應(yīng)用時,，Linux仍存在許多挑戰(zhàn)，如內(nèi)存空間有限,，或是需要實時確定性以及高安全性能的應(yīng)用,。而工具鏈的改善、新的除錯工具和性 能,、不斷演變的標(biāo)準(zhǔn)化努力等,，都繼續(xù)提升Linux對于所有嵌入式應(yīng)用的價值。在這其中,，Linux核心的不斷改進異常重要,。

??? Linux 核心是應(yīng)用軟件采用的標(biāo)準(zhǔn)Linux API和處理器系統(tǒng)(應(yīng)用軟件執(zhí)行其上)底層硬件結(jié)構(gòu)之間的接口。該核心是內(nèi)部組件和外部可加載模塊的復(fù)雜組合,，為應(yīng)用程序的執(zhí)行提供全面和穩(wěn)定的處理環(huán) 境,，提供安全消除軟件缺陷、在某種程度上防止硬件故障的能力,。在開機循環(huán)期間,，核心必須及時發(fā)現(xiàn)，并正確初始化核心系統(tǒng)處理器,、系統(tǒng)內(nèi)存,、硬件驅(qū)動,、視頻卡,、USB端口、網(wǎng)絡(luò)卡和音訊處理器,，而且要在開機循環(huán)期間提供是否成功的足夠指示,。

??? 維持如此復(fù)雜的程序代碼收集很明顯是一個 嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。核心原始程序代碼被劃分為標(biāo)準(zhǔn)‘樹’結(jié)構(gòu),，這樣子系統(tǒng)就能夠更好地彼此隔離,，有助于實現(xiàn)幾個關(guān)鍵核心維護工作的分布。這種分工可大幅減少核心某 一部份產(chǎn)生重大變化對其他部份產(chǎn)生的影響,。每個后續(xù)子系統(tǒng)的變更都將傳達給主要維護者,，最終到達Linux核心最上游的維護者。這些變更通常稱為‘外掛程 式’,，在標(biāo)準(zhǔn)格式下制作和應(yīng)用,。

??? 供貨商和開發(fā)人員將他們的知識反饋到開放原始碼社群以改進核心。Linux開放,、分散的本 質(zhì),，再加上背后強大的社群支持，使基于Linux的OS成為培養(yǎng)創(chuàng)新的良好選擇,。由于供貨商和開發(fā)人員不斷分享他們所學(xué)到的知識,，因此存在這樣的可能：當(dāng)開發(fā)人員需要實現(xiàn)某種功能時,，可以在Linux社群生態(tài)系統(tǒng)中找到并予以采用。

??? 商用Linux供貨商做了很多工作使Linux成為嵌入式應(yīng)用中更加可行和吸引人的操作系統(tǒng),。

商用vs.開放原代碼

??? 當(dāng)選擇Linux OS時,，嵌入式Linux開發(fā)人員有兩個主要選擇：‘免費’版本，開發(fā)人員可以下載有開放原代碼授權(quán)的對象/原始程序代碼,；商業(yè)發(fā)行版,，由不同公司維護和支持的商用產(chǎn)品。

??? 目前,，大多數(shù)開發(fā)人員使用的都是免費發(fā)行版,。市場研究公司VDC一份針對目前Linux使用者的2007年調(diào)查中有這樣一個問題：請問您將在下一個項目中使用哪種Linux OS？結(jié)果高達71%的嵌入式系統(tǒng)工程師表示,，愿意采用免費發(fā)行的Linux版本,。

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??? 圖1：為下一個項目計劃的Linux操作系統(tǒng)。

(資料來源：VDC/2007)

??? 由 于眾多嵌入式開發(fā)人員將在下一個設(shè)計項目中選擇Linux,，因此,，讓他們體認到免費發(fā)行版本固有的局限性非常重要。這些局限包括：缺乏豐富的Linux工 具,；相較競爭的實時OS來說占用更多空間,；為滿足實時要求最佳化Linux所面臨的挑戰(zhàn)；支持以及開發(fā)工具有限,。也就是說,，‘免費’意味著不花錢使用，但 并非零成本,。

‘免費’≠‘零’成本

??? 除了決定使用商用或免費Linux版本,，開發(fā) 人員還必須認識到其除錯/開發(fā)工具的能力和局限。嵌入式SoC領(lǐng)域任何有意義的設(shè)計,，都要求針對嵌入式領(lǐng)域的高度整合的軟件開發(fā)工具,。從編譯器到應(yīng)用各個 環(huán)節(jié)的開放原始碼工具，都期望能創(chuàng)造良好的生產(chǎn)品質(zhì),。開發(fā)人員期望這些工具能與更短的學(xué)習(xí)曲線無縫結(jié)合,。

??? 充分發(fā)揮嵌入式 Linux免費發(fā)行版的優(yōu)勢，已經(jīng)成為消費產(chǎn)品領(lǐng)域被廣泛接收的現(xiàn)實,。在這些市場上,，產(chǎn)品執(zhí)行率非常高，對程序代碼的增加非常頻繁,，而且產(chǎn)品的銷售成本至關(guān) 重要,，所有這些都使得開放原始碼模式極具吸引力。但是，人們通常希望開放原始碼工具能夠與生產(chǎn)品質(zhì)密切相關(guān),，‘免費’和‘商用’并不同義,。必須對核心和 SoC組件互動有深刻的了解，才能整合開放原始碼/免費軟件,，并為處理器核心提供無縫除錯環(huán)境的工具,。因此，需要專業(yè)知識才能使目前的開放原始碼工具順利 工作,。

??? 現(xiàn)在有若干種‘免費軟件’除錯解決方案,，設(shè)計人員必須全面了解其局限性。例如,，針對Linux核心最受歡迎的免費軟件除錯器是KGDB,，但主要缺點是KGDB會要求重新編譯核心。這對產(chǎn)品已經(jīng)部署到現(xiàn)場的應(yīng)用來說并不可行,。修補核心還可能導(dǎo)入影響系統(tǒng)性能的程序代碼變化,。

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??? GDBServer 是另一個針對應(yīng)用除錯的頗受歡迎的免費軟件除錯器，但它也受到了嚴(yán)格限制,。主要問題是缺乏對同時除錯大量執(zhí)行緒/進程的支持,。隨著除錯的執(zhí)行緒/進程數(shù)不 斷增加，GDBServer性能迅速惡化,，導(dǎo)致響應(yīng)時間太慢,，進而使目標(biāo)系統(tǒng)出現(xiàn)故障。其它問題還涉及到：不能在相同的目標(biāo)連接上除錯驅(qū)動程序和應(yīng)用,；除 錯設(shè)備驅(qū)動程序和除錯共享庫,。了解特定應(yīng)用的除錯需求非常重要，應(yīng)據(jù)此選擇相應(yīng)工具,。