Вопросы успешного применения ОС Linux во встраиваемых системах

Необходимость ускорения выпуска новой продукции на рынок и снижения общей стоимости систем подвигает многих разработчиков встраиваемых приложений на применение ОС Linux и других программных средств с открытыми исходными кодами. Подобное решение обусловлено тем, что, используя открытое программное обеспечение, разработчики получают возможность сконцентрировать усилия на совершенствовании своей продукции. Встраиваемые системы обладают уникальным набором требований и ограничений: малые объемы памяти, загрузка из флэш-памяти, бездисковость, детерминированность. Использование в таких приложениях операционной системы Linux связано с рядом дополнительных проблем. В настоящей статье рассмотрены вопросы, встающие в этой связи перед разработчиком встраиваемых систем, предпринята попытка определить место Linux в данном контексте и предлагаются способы преодоления возникающих трудностей.

Существует ли операционная система для вашего микропроцессора?

При выборе операционной системы (ОС) для той или иной встраиваемой системы обычно используется несколько критериев, в частности, доступность на рынке, требовательность к ресурсам, доступность программных средств, богатство функциональных возможностей, надежность и производительность. Решающим фактором может стать даже простой факт, что некая операционная система работает на выбранном микропроцессоре. В условиях мощного давления сроков выхода на рынок модификация ОС для нового процессора или процессорного модуля может оказаться слишком долгим делом, наличие же готовой операционной системы ведет к существенной экономии времени и средств.

Вопросы успешного применения ОС Linux во встраиваемых системахПоддержка встраиваемых процессоров в ОС Linux

Самая распространенная на сегодня версия Linux это, безусловно, версия для совместимых с ПК компьютеров, созданных на базе процессоров с архитектурой х86. Современные персональные компьютеры это недорогие системы, способные выступать как в роли инструментальных, так и целевых платформ. В мире такие машины использует большая часть Linux-разработчиков, и именно для этих компьютеров прежде всего и пишутся различные программы. Процессоры семейства х86 применяются не только в персональных, но и во многих встраиваемых системах. В настоящее время существует множество моделей х86-процессоров от чрезвычайно быстродействующих до самых экономичных. Полностью совместимый с ПК компьютер может уместиться сегодня на один кристалл. Для некоторых разработчиков все, что им нужно это версия ОС Linux для архитектуры х86. Однако в определенных случаях процессоры х86 могут быть не самым лучшим выбором. В тех приложениях, где требуется очень низкий уровень энергопотребления, более уместными могут оказаться процессоры типа ARM или Hitachi SH, имеющие при существенно меньшей рассеиваемой мощности ту же производительность. В других ситуациях предпочтение следует отдать дешевым микропроцессорам, имеющим ядро PowerPC, сопроцессор и необходимый набор функций ввода/вывода. В предполагающих интенсивную обработку данных системах более оправданным может быть применение процессоров типа MIPS, характеризующихся лучшим, чем у х86, соотношением цены и производительности. Сегодня рынок встраиваемых микропроцессоров сильно фрагментирован. В сущности, он всегда был таким, и ничто не указывает на скорую его консолидацию.