ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Алексей Жданов

На выставке Embedded Systems 2000, проходившей в конце февраля в Нюрнберге, были представлены практически все известные компании, поставляющие ПО для встроенных систем. И хотя современные информационные технологии позволяют быть в курсе того, что происходит в мире, возможность своими глазами увидеть законодателей мод в мире встроенного ПО, сравнить их слова и дела, оказалась очень привлекательной.    

 

Операционные системы

Как известно, наиболее популярными программными технологиями для создания встроенных систем сейчас являются операционные системы реального времени (ОСРВ), системы Microsoft (Windows CE, Windows NTE) и Linux.

Выставка подтвердила это, и если говорить об универсальном, многоцелевом ПО для различных аппаратных платформ, то именно эти три технологии господствовали на стендах, хотя представлены были по-разному.

Что касается операционных систем реального времени, то компании, поставляющие ПО этого класса, считают выставку Embedded Systems важнейшим мероприятием для себя: они имели самые большие и посещаемые стенды.

Компания Microsoft, напротив, была представлена лишь небольшими стендами своих местных представителей и провайдеров, хотя тема Windows CE звучала на выставке достаточно громко. Так, например, почти все компании, производящие одноплатные компьютеры на платформе Intel, поставляют BSP (Board Support Package - пакет поддержки платы) и для Windows CE. То же самое можно сказать и о компаниях, продающих интеграционные услуги: у многих из них Windows CE и Windows NT Embedded входят в арсенал инструментов.

Ситуация с Linux аналогична: ее использование декларируют почти все системные интеграторы, производители одноплатных компьютеров и поставщики готовых решений.

Операционные системы реального времени

На выставке можно было увидеть всех лидеров в этом классе операционных систем. Большими стендами выделялись компании WindRiver (www.windriver.com), Microware Systems (www.microware.com), QSSL (www.gnx.com), Enea OSE Systems (www.enea.com), Lynx Real-Time Systems (www.linx.com).

Операционные системы VxWorks, OS-9, QNX хорошо известны в России, у их производителей есть свои дистрибьюторы, которые всегда могут предоставить желающим необходимую информацию. В настоящем же обзоре хотелось отметить только некоторые интересные детали, технические или маркетинговые, прояснившиеся в разговорах, и сказать о перспективах развития операционных систем реального времени. Между прочим, представители всех перечисленных выше компаний отметили, что их бизнес расширяется и что прошедший год был особенно успешным для них. И хотя подобные речи являются обязательными при работе на выставке, в данном случае, похоже, это соответствует действительности, поскольку к тому есть реальные предпосылки.

Компания QSSL - производитель популярной ОСРВ QNX, традиционно специализировавшийся на ОС реального времени для архитектуры Intel, - находится в объективно хороших условиях благодаря росту количества пользователей, работающих на этой платформе.

Если говорить об операционной системе OS-9, то бросается в глаза и приятно удивляет заметно возросшая в последние два года активность компании Microware, которая одно время, казалось бы, упала. Сейчас эта фирма опять развернула деятельность на рынке универсальных многоцелевых ОСРВ, постоянно расширяя набор возможностей OS-9 и предлагая новые продукты. Клаус Виссинг, технический директор немецкого отделения Microware, отметил, что усилия последнего года были направлены на развитие графических средств OS-9 (MAUI и XiBase9), встроенных Internet-решений, а также на совершенствование конька их компании - средств разработки пользовательских сетевых протоколов. Он подчеркнул, что сейчас маркетинговая политика Microware направлена на пользователей, создающих сложные высоконадежные приложения реального времени, поскольку именно в этих приложениях проявляются такие преимущества OS-9, как встроенные средства защиты процессов и контроля кодов.

Совершенно естественно, что пользователи систем реального времени пристально следят за развитием другого лидера на рынке ОСРВ - компании WindRiver. Сенсационными выглядят ее шаги по слиянию с фирмами Integrated Systems (www.isi.com) и Diab Data (www.diabdata.com) под общей торговой маркой WindRiver. В результате получилась компания с огромным для этого рынка капиталом и значительными людскими ресурсами. В чем же суть такого парадоксального альянса? Ведь в недавнем прошлом компании WindRiver и Integrated Systems (операционная система pSOS) остро конкурировали друг с другом. Означает ли эта кооперация исчезновение pSOS? Оказывается, нет. Объявлено, что новая компания сохраняет поддержку обеих операционных систем и всех существующих продуктов, а цель слияния состоит в оптимальном распределении объединенных ресурсов и высвобождении средств для более агрессивной работы на быстро расширяющемся рынке встроенных систем. Смысл в этом, конечно, есть. Если взглянуть на современные ОСРВ, то все они содержат похожие базовые наборы продуктов (ядра и отладчики реального времени, кросс-компиляторы, отладчики исходных кодов, эмуляторы, средства профилирования, коммуникационные пакеты и пр.). Объединенная команда разработчиков сможет создавать новые продукты сразу для двух ОС, различными будут только их интерфейсы. Кроме того, альянс позволит более активно концентрировать ресурсы на перспективных вертикальных рынках и, очевидно, поможет сократить суммарные расходы на маркетинг, техническую поддержку и обучение. Таковы, по крайней мере, декларации. Что будет на самом деле, мы увидим в ближайшее время. Тем не менее отметим, что произошедшие события - нечто новое и непривычное для сферы ОСРВ. Раньше различные слияния и поглощения происходили, казалось бы, где-то в другом мире, не затрагивая консервативного рынка производителей систем реального времени.

Также выделялись стенды Lynx Real-Time Systems и Enea OSE Systems. И если LynxOS известна и применяется в России, то OSE для нас - экзотика, хотя о ней в последнее время много пишут и она постепенно приобретает популярность. Одна из главных причин последнего обстоятельства связана с тем, что компания Ericsson взяла OSE на вооружение для нескольких своих крупных проектов (в частности, для нового поколения устройств беспроводной связи Ericsson Radio System). Компания Lucent Technologies также объявила о своих планах использования OSE в новом поколении GSM-станций.

Что же касается компании Lynx, то хочется обратить внимание на интересный факт: фирма, поставляющая Unix-совместимую операционную систему реального времени, объявила о поддержке Linux (казалось бы, своего конкурента) и декларировала поддержку BlueCat LINUX (RedHat Linux + Blue Cat Development Tools) - встроенной Linux, в которую помимо стандартных средств разработки добавлены инструменты Tools из LinxOS. BlueCat Linux ориентирована на платформы Pentium и PowerPC.

Среди других производителей ОСРВ на выставке можно было увидеть компании Precise Software Technology (www.psti.com; ОС Precise), Accelerated Technology (www.at.nucleus; ОС Nucleus), On Time Software (www.on-time.com; RTKernel), LP Elektronik (www.lp-elektronik.com; RTWin), VenturCOM (www.vci.com; RTX), Green Hills Software (www.ghs.com; Intergrity) и многие другие. Я думаю, здесь были представлены практически все современные коммерческие ОСРВ - если не самими компаниями-разработчиками, то их системными интеграторами.

Упомяну также об экспозиции Eonic Systems (www.eonics.com) - разработчика специализированной операционной системы реального времени Virtuoso для сигнальных процессоров.

Если говорить об изменениях, произошедших на рынке операционных систем для встроенного ПО в последний год, то можно отметить следующее.

- Заметно расширилось применение Linux, Windows CE, Windows NT Embedded в приложениях для встроенных систем. Расширения реального времени для Windows NT также используются в комбинации с Windows NTE.

- Упрочила свое положение группа лидирующих ОСРВ (OS-9, VxWorks, LynxOS, QNX). Появление Linux и Microsoft на рынке встроенных систем не привело к вытеснению классических ОСРВ, потому что общая емкость рынка встроенных систем быстро растет. ОСРВ остаются по-прежнему главным выбором, если речь идет не просто о встроенных ОС (здесь годится и Linux, и Windows CE), а о встроенных ОС с требованиями работы в режиме реального времени.

- Относительно “молодые” операционные системы реального времени, такие, как OSE и EPOC, успешно развиваются благодаря поддержке маститых системных интеграторов в области коммуникаций.

- Встроенные Internet-решения (Embedded Java, Embedded Web-server) стали необходимым атрибутом операционных систем для встроенного применения. Все разработчики современных ОСРВ предлагают и развивают продукты, осуществляющие поддержку доступа к системе автоматизации через Интернет.

Средства разработки низкого уровня

Помимо мощных и комфортабельных средств разработки ОСРВ включают в себя среду исполнения - ядро, поддерживающее многочисленные механизмы работы приложений реального времени в многозадачной среде.

Однако простые приложения (например, не поддерживающие асинхронные события или параллельную обработку) не нуждаются в сложном многофункциональном ядре. Поэтому для создания таких приложений многие компании предлагают упрощенные средства.

Так, на выставке экспонировались разнообразные по мощности и универсальности инструменты для программирования различных микропроцессоров. Наряду с решениями, предназначенными для конкретных семейств микропроцессоров, здесь были универсальные средства разработки практически для всех популярных чипов. Диапазон представленных возможностей также был весьма широк: от простого кросс-компилятора (обычно это кросс-Сu и кросс-ассемблер) до кросс-компиляторов в сочетании с эмуляторами микропроцессоров и мощными средствами дистанционной отладки.

Так, например, компания Metrowerks (www.metrowerks.com) предлагает пакет Codewarrior для разработки приложений к микропроцессорам Motorola (MС68xxx, PowerPC, ColdFire). Продукты Metrowerks отличаются прекрасной интегрированной средой, работающей под управлением Windows или Solaris и включающей в себя компиляторы (Си, Си++, Ассемблер, Java) и возможность удаленной отладки.

Один из лидеров в этом классе ПО компания Diab Data влилась в WindRiver после укрупнения последней. Она также поставляет набор кросс-компиляторов для микропроцессоров Motorola, но дополняет его средствами симуляции, а кроме того, ее среда разработки может работать в связке с операционной системой VxWorks на целевом микропроцессоре.

Нельзя не отметить также стендов Green Hills Software и Integrated Systems. Эти фирмы поставляют как операционные системы реального времени, так и мощные и универсальные автономные средства программирования микропроцессоров (pROBE, pRISM у Integrated Systems, Multi Integrated Development - у GreenHills.)

Вообще продукты этого класса были представлены очень широко, мы же упомянули только наиболее заметные из них. Помимо компаний, специализирующихся на разработке ПО, многие производители микропроцессоров также предлагали инструментальные наборы для программирования.

Технологические средства для разработчиков ПО

На выставке можно было увидеть много других интересных программных продуктов, необходимых или полезных при создании встроенных систем. Скажу здесь о программных продуктах, касающихся технологий программирования встроенных систем, т. е. направленных на повышение качества проектирования и программирования.

К таковым я отнес бы тестовую систему компании ATTOL Testware (www.attol-testware.com), которая позволяет тестировать приложения, разработанные на Си, Си++ и Aдa. С ее помощью можно проанализировать исходные коды программы (и при этом настроить диалекты компилятора), сгенерировать коды тестовых последовательностей и исполнить их как на хост-компьютере, так и на целевой платформе.

Из систем проектирования ПО упомяну продукты Integrated Systems - давно уже известный MATRIX (графическое проектирование на Си и Aдa) и относительно новый пакет BetterState, автоматизирующий процесс создания спецификации и проектирования (Cи, Cи++, Java) в соответствии с UML (Unified Modeling Language).

Интегрированную графическую систему разработки программных проектов на Си, Си++ и Java, включающую средства управления разработкой и контроля версий, предложила компания Intland (www.intland.com).

Фирма ARTiSAN Software (www.artisansw.com) продемонстрировала свой продукт Real-Time Studio (UML-моделирование системы реального времени и создание симулятора для нее).

Из продуктов, позволяющих сэкономить время на таком трудоемком процессе, как создание драйверов, я отметил бы средства компании WinDriver (www.unipress.com/windriver; не путать с WindRiver!), поставляющей инструментарий разработки драйверов для Windows 95/NT и Linux.

Заключение

Конечно же мой краткий обзор не претендует на полноту. Тем не менее надеюсь, что эта статья помогла читателю разобраться в том, какие программные технологии и продукты используются создателями современных встроенных систем.С автором статьи можно связаться по телефону: (095) 742-6828 или по e-mail: jdanov@rtsoft.msk.ru.