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《嵌入式操作系统史话》之二:嵌入式OS 的“摩托”系

2014/01/13
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这里说的“摩托”是指摩托罗拉(Motorola),嵌入式OS就是嵌入式操作系统的简称。摩托罗拉是美国著名的通信芯片设计制造公司,1928年成立。作为一家老牌通信巨头,摩托罗拉在通信业的地位毋庸置疑,从摩托罗拉发明第一款手机开始,摩托罗拉见证了迄今为止的整个手机发展史。许多人很熟悉摩托罗拉手机,但对于摩托罗拉公司芯片和计算机部(简称MCG)的业务了解不多。2003年摩托罗拉将半导体业务分离出来成立了飞思卡尔(Freescale)公司并独立上市,继续摩托罗拉以前的通讯、汽车电子和通用嵌入式处理器MCU芯片设计业务。2007年摩托罗拉的两外一部分与嵌入式相关的业务-MCG则以3.5亿美元出售给艾默生公司。2011年摩托罗拉自己核心业务-手机也被互联网巨头谷歌公司以125亿美元收购[1]。本文讲述了与摩托罗拉嵌入式芯片和计算机密切相关的嵌入式OS发展中的一些有趣的事情。


靠摩托罗拉起家的OS-9
摩托罗拉自1974年发布第一款MC6800 --8位微处理器到1979发布的MC68000(简称68K)-16/32位CPU之后,其芯片因为即可以使用在计算机系统中,也可以使用在嵌入式系统,很快成为当时行业的标准。最早开发嵌入式OS的公司,许多都是借助摩托罗拉的市场起家的, 比如VRTX(Reday System公司开发-- 后被Microtec Research公司收购),Psos(ISI公司开发-后被Windriver公司收购),LynxOS等,其中OS-9 (Microware公司开发)的经历值得特别说一说。


OS-9 是一个实时、基于进程、多任务和多用户的操作系统,它很像Unix的一个实时版本(类似技术的嵌入式OS还有LynxOS和QNX等)。OS-9的开发始于80年代初,最初是支持MC6809 微处理器的一个称为BASIC09项目,后来随着MC6809支持64KB存储器扩展到2MB,OS-9组件逐渐丰富起来,比如GUI,这使得它不仅使用在摩托罗拉的寻呼机上,见图1所示,还应用在一些早期个人电脑上,比如TRS-80 Color Computer(俗称CoCo)见图2 所示。这样的OS和图形技术在当时还是非常领先的[2] 。

图1:基于OS-9 的摩托罗拉寻呼机(图片源自嵌入式系统编程杂志)


图2:基于MC6809/OS-9的CoCo计算机

 

OS-9在80年代初开始支持68K,80年后期重新改写成方便移植的内核(基于C代码),该内核可以广泛的支持X86,PPC、68K、MIPS和ARM。


OS-9 内核在结构上很有特色,既不是微内核(它的效率要更高),也不是单片结构(它的架构更加安全和可靠)。OS-9的内核、文件、驱动和应用都是OS-9的一个单独逻辑存储模块。每个模块由自己单独的头、数据/代码和CRC。这样这些逻辑模块很容易在保证高可靠性基础上动态的创建和维护。 


OS-9 支持POSIX 的线程和API,因为具备实时性和Unix 应用兼容性这2个特点,OS-9在支持摩托罗拉VME和CPCI总线的工业计算机方面更具有特色。


2001年Radisys (一家北美的工业计算机公司)收购了Microware,它希望提供一站式的解决方案,比如提供与Intel 合作的网络处理器IXP1200 的解决方案等。但是因为没有长期的发展策略和资金支持,OS-9的发展和技术服务在后期基本处于停滞状态,2013年3家Microware经销商用从Radisys 手里购买了OS-9的资产,成立了Microware LP,继续为OS-9用户提供技术支持和服务[3]。


提供完整方案的飞思卡尔
2003年飞思卡尔从摩托罗拉独立之后,一直致力于提供一站式解决方案,飞思卡尔不仅继续加大力量与著名的嵌入式OS公司合作,比如Montavista的嵌入式Linux和风河公司的Vxwork RTOS,还自己投入人力成立软件研发中心,专门负责开源Linux 在PowerPC芯片移植和优化工作。2004年飞思卡尔在通讯基站上大量使用的StarCore DSP芯片上推出了免费SmartDSP OS软件套件,套件内包含了CodeWarrior IDE(该工具产品也在若干年后被飞思卡尔收购)[4]。


今天许多用户都会在使用飞思卡尔MCU的时候,看到了或者使用到一个MQX的RTOS。它原来是Precise 软件技术公司1989 年开发的一款RTOS,与OS-9技术路线不同,它是一款微内核的RTOS,它具备多任务可抢占特性,经过裁剪可配置为低至6KB 的ROM。除了内核外还有文件、TCP/IP和USB模块等组件,支持68K、Coldfire、PPC、ARM等CPU。MQX以率先采用开放源代码和免版税商业模式在业内著名。2000 年MQX 被ARC 公司收购(一家销售可配置处理器核的公司)。

2009 年飞思卡尔收购了MQX,并在官方网站上提供开放了其源代码,使其成为开源RTOS,并允许用户可以在基于飞思卡尔的芯片上免费使用这个软件。MQX 的应用主要是面向智能电子系统[5]。今天,你在购买飞思卡尔半导体的MCU开发板的时候,你将可以免费获得包括已经优化好的MQX RTOS和CodeWorrios的IDE开发工具,不仅帮助降低研发和生产的成本,还加快了产品上市的时间,这对用户来说都是一大福音。

参考资料:
[1] Motorola 维基百科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维基百科https://zh.wikipedia.org/

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系列之一:何为嵌入式操作系统?

摘要:对嵌入式操作系统的定义,国内外专家学者和企业界人士的理解都不尽相同,具有代表性的意见有两种;一种是说嵌入式系统就是嵌入式的计算机系统,另外一种认为嵌入式系统是一种机电结合、软硬结合执行某种特殊功能的系统……

系列之三:VRTX--商业嵌入式OS的开拓者

摘要:除了上一篇提到的OS-9以外,最早出现的嵌入式操作系统(简称为嵌入式OS)当属VRTX,因其在技术上创新性,得到用户和嵌入式系统公司的广泛支持,VRTX可称为商业嵌入式OS的开拓和领导者……

系列之四:μC/OS的故事(一)

摘要:μC/OS的故事起始于1989年。那时,我(注:即Jean Labrosse先生)加入到位于美国佛罗里达州劳德代尔堡市的Dynalco控制公司,并开始为大型工业往复式发动机设计全新的、基于微控制器的点火控制系统……
摘要:由于《μC/OS,The Real-Time Kernel》书写得很成功,在二十世纪90年代,使用μC/OS的工程师越来越多。开发者很容易就可以把操作系统移植到新的硬件平台上,开发了无数基于μC/OS的应用……

摘要:在讨论开源的嵌入式操作系统(简称嵌入式OS)之前,我们先把开源软件搞清楚。“开源软件”目前并没有明确定义,也没有标准许可证。许多公司采用开放源代码一词,大概有这样两种情况……

系列之七:风河-嵌入式OS的常青树

摘要:过去30年间,风河和VxWorks在嵌入式OS领域一直处在领先地位,在航空航天、通信、工业控制等行业有着广泛的应用,在业内被称为嵌入式OS的常青树……

系列之八:手机中的嵌入式OS

摘要:手机属于嵌入式设备,手机软件平台使用的操作系统属于嵌入式OS的范畴。传统的功能手机(Feature Phone)使用了实时多任务操作系统(RTOS)为基础的手机软件平台。入门级的智能手机采用了半开放的嵌入式OS(比如Symbian),而今天高端的智能手机多采用Android和IOS这样的通用型的OS……

系列之九:手机中的嵌入式OS(二)

摘要:为你介绍那些开源的操作系统,Android以及它的竞争对手们的整个OS产业生态……

系列之十:汽车电子-嵌入式OS逐鹿的新战场

摘要:根据IEEE 2009年2月的报告,豪华级别的汽车的软件代码长度将超过1亿行,如此巨大的代码量不使用嵌入式操作系统(以下简称嵌入式OS)和软件平台架构是不可想象的,以此联动产生的软件研发、测试和维护成本也是巨大的,带给汽车的安全性和可靠性隐患更是无法预估的。由此也成为嵌入式Os逐鹿的新战场……

摘要:20世纪70年代末,嵌入式OS商业产品在美国和加拿大等国家出现,90年代末嵌入式OS的数量呈现井喷式增加,最鼎盛的时候有数百种之多,即使经过30多年的发展和淘汰,现在依然有数十余种。我注意到,在众多的公司中有人尽皆知的著名企业,比如微软和风河,而更多的是映衬在这些大红花周围的绿叶公司,其中许多都是小公司,甚至个人,他们多数默默无闻……

系列之十二:嵌入式OS的未来

摘要:嵌入式OS发展到今天已经有30多年历史了,未来的嵌入式OS 会是什么样的?技术会有哪些变化?商业还会蓬勃发展,还是逐渐消亡呢?笔者在撰写《嵌入式操作系统史话》专栏期间,恰逢美国的CES2014,我参观了LG,三星、SONY,奥迪等大企业展位,看到Intel、恩智浦和TI等半导体公司最新芯片解决方案,了解到国外嵌入式OS最新发展的一些情况……

摩托罗拉

摩托罗拉

摩托罗拉公司(Motorola Inc.),原名Galvin Manufacturing Corporation,成立于1928年。1947年,改名为Motorola,从1930年代开始作为商标使用。</p><p>总部设在美国伊利诺伊州绍姆堡,位于芝加哥市郊。世界财富百强企业之一,是全球芯片制造、电子通讯的领导者。</p><p>谷歌公司2011年8月15日宣布与摩托罗拉移动签署最终协议,将以每股40美元的现金收购后者,总价约125亿美元,该交易已得到两家公司董事会的批准。</p><p>2012年2月14日谷歌收购摩托罗拉获欧盟和美国批准。

摩托罗拉公司(Motorola Inc.),原名Galvin Manufacturing Corporation,成立于1928年。1947年,改名为Motorola,从1930年代开始作为商标使用。</p><p>总部设在美国伊利诺伊州绍姆堡,位于芝加哥市郊。世界财富百强企业之一,是全球芯片制造、电子通讯的领导者。</p><p>谷歌公司2011年8月15日宣布与摩托罗拉移动签署最终协议,将以每股40美元的现金收购后者,总价约125亿美元,该交易已得到两家公司董事会的批准。</p><p>2012年2月14日谷歌收购摩托罗拉获欧盟和美国批准。收起

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中国软件行业协会嵌入式系统分会副理事长,嵌入式系统联谊会秘书长,中国软件行业协会理事。是国内最早涉足嵌入式OS者之一,创办了北京麦克泰软件技术有限公司,有近30年嵌入式技术和市场经验。是《嵌入式操作系统风云录:历史演进与物联网未来》一书作者,并译有《嵌入式实时操作系统μC/OS-III应用开发》和《嵌入式软件精解》等多本译著。目前关注的领域:嵌入式OS、物联网与穿戴设备和技术创业。个人网站:www.hexiaoqing.net。