实时操作系统的选择：你还在用Linux吗？

Choice of RTOS, Are you Still Using Linux?

作者 Ray

RTEMS版权所有，转载请注明：来源http://www.rtems.net，作者Ray

这篇文章的灵感来自我去年分析员考试的一片论文。以此文献给我的网友ChangZhou。虽然我现在还有很多项目进行在Linux平台上面，但是我认为，对于嵌入式设备，Linux在大多数情况下并不是首选。同时，我也不认为在国内用得沸沸洋洋的uCOSII是好的选择。

笔者应该可以算作国内第一批玩Linux的IT人，最早在Linux上做开发的时候，电脑市场的高端配置还是486。随着项目经验的增加，我深深的感到，在国内,对Linux还有很多误解，尤其是嵌入式开发上面，Linux往往不但不是最好的选择，在很多时候甚至是下策。

除了Linux，你还有很多选择：

现在流行的操作系统五花八门，下面我来分们别类的说说:

随着IC业的发展，出现了越来越多的价格低廉、结构小巧的CPU和外设。限制嵌入式系统发展的瓶颈就突出表现在了软件方面。尽管从八十年代末开始，陆续出现了一些嵌入式操作系统，比较著名的有Vxwork、pSOS（已被收购）、QNX、Neculeus、Windows CE、PALM、SmartPhone等。但这些专用操作系统都是商业化产品，其高昂的价格使许多低端产品的小公司望而却步；而且，源代码封闭性也大大限制了开发者的积极性。

另一个方面，这些商用的操作系统往往有非常完善的技术支持和丰富的软件包，以WinCE为例，他的PlatForm Bulider安装光盘有7张，容纳了大量的应用框架，用户只需要做很少的改动就能生成一个应用程序。工作强度和普通PC机上开发没有太大的区别。

目前，以Linux为首的开源嵌入式系统发展势头强劲，比较有代表的有Linux(包括uClinux，RtLinux等)，RTEMS，eCos，uCOSII等。国内的用户大多使用Linux和uCOSII。但是我认为各种系统有自己存在的理由，我从事的大多数项目中，向客户推荐的不是Linux和uCOSII，而是RTEMS和eCos。理由很简单，Linux过为复杂，速度慢，实时性差；而uCOSII又过于简单。

Linux本来就不是为嵌入式系统设计的，现在Linux2.6的kernel source压缩包大小更是有30多兆。Linux源代码解析那种大部头的书又有多少人从头到尾看过。这导致很多问题无法解决。以前，某客户要求使用Linux给他们做底端路由器，我们使用了一套比较成熟的ARM+uClinux系统，结果，该系统会不定期的死机，调试了很久也没有结果。过了几个月，发现是uCLinux的一个bug。期间，该客户由于系统不够稳定，错过了几个大单。此后，另外一个Linux的系统，用于VoIP网关，结果，运行速度非常慢，资源消耗也很大。几乎没有办法达到设计要求。后来，改用eCos，不但能达到编解码速度要求，而且无论是对内存还是对Flash，占用都大为减少。这样的项目举不胜举，后来总结出一条经验，Linux用来做Demo版本，商业版本用其他RTOS。

实际上，这样的例子还很多，现在，很多嵌入式系统设计服务提供商动不动就是Linux，好像将Linux和嵌入式系统划上了等号。为什么? 无非是因为下面的原因：

1. 操作系统源代码开放
2. 网上资源丰富,很可能可以找到开放源码的整套环境,可以大大缩短开发周期
3. 编程接口方便,熟悉,跟台上机上开发几乎没有什么区别
4. 上层应用丰富,而且也开放源码
5. 低层接口统一
6. TCP/IP等协议自带

但是我认为这是站不住脚的。我们一个一个来看Linux的所谓优势：
  1. “开放源码”很多嵌入式系统都是开放源码的如：eCos，RTEMS，NetBSD等等。这些系统都比Linux简单易懂。此外值得提出的是。Linux是GPL协议的，也就是说，你对Linux的任何修改，都必须公开。而NetBSD等系统就不是，他们是遵循更为开放的BSD协议，你对系统的任何修改，都有权保密。这对于商用系统来说，是非常重要的。
  2. “网上资源丰富” 这个……我只能说其他系统应用资源也很丰富。但是总体上，Linux资源比其他系统丰富，主要体现在桌面系统上，在嵌入式领域的应用软件，Linux并没有明显的优势。
  3. “编程接口方便,熟悉,跟台上机上开发几乎没有什么区别”编程接口上来说eCos，RTEMS和NetBSD都提供POSIX的API，这意味这，在Linux上面的代码，几乎不用做修改就可以移植到上面的系统中。
  4. “上层应用丰富,而且也开放源码”嵌入式系统大多是用于专业用途的，很多上层应用比如GNOM，在嵌入式领域，并没有太大用途
  5． “低层接口统一。TCP/IP自带” 一方面，Linux底层十分复杂，其接口也非常复杂，这导致给Linux制作驱动需要大量的时间（当然，也有不少驱动是现成的），同时复杂的层次结构导致驱动的效率底下。
  6． “TCP/IP等协议自带”几乎所有的嵌入式系统都提供TCP/IP，这个不是Linux的专利。
  不用uCOSII也很简单，他不是想大多数人想的那样是免费的，他的免费只表现在他的教育版本。如果你用uCOSII作出了东西要出口到欧盟，很可能被kaka。而且uCOSII免费的地方也很少，需要TCP/IP？掏钱，需要文件支持？掏钱......这导致uCOSII的免费版本只能算作一个玩具。
  真正好的嵌入式系统应该满足1－6，此外还应有下面几点，注意，这些一直都是Linux的贽垢
  1 实时性支持
  2 资源占用小
  3 支持低功耗
  ……

  总之，Linux只适合高端嵌入式系统中（如商用路由器等），如果CPU< 100MIPS, 最好还是不用Linux为妙。