如何選擇嵌入式軟件開發平臺

這個結論一經發布，可謂一石激起千層浪，熱衷于嵌入式Linux的人們紛紛出來辯論，對其提出質疑。人們首先要懷疑這份報告的公正性，因為報告作者——EMF分析師Jerry Krasner博士公開承認，微軟為他做出這份研究報告向他支付了費用。


    在包括嵌入式軟件在內的大多數軟件領域，微軟的地位無疑是非常重要的。Linux不僅因為繼承了Unix的技術特色，更因為開放源代碼而在商業機制上與一貫封閉的微軟相對壘，贏得了眾多口碑。不過，我們不應該忘記，在嵌入式軟件開發領域并不是兩軍對壘，而是三足鼎立。這里還有一個非常重要的陣營——商業嵌入式軟件開發工具提供商，例如Wind River的VxWorks。

    在激烈競爭的商業環境中，誰都希望以更低的成本、更快的速度推出滿足市場需求、具有獨特競爭力的產品呢。那么，嵌入式軟件開發平臺究竟應該采用什么樣的衡量標準呢？哪一種嵌入式軟件開發平臺更能有效地幫助電子產品開發商降低產品成本、加快上市速度呢？為了對這些問題有一個全面的認識，讓我們對來自微軟、嵌入式Linux和商業嵌入式軟件開發商的聲音做一個全面的了解。


    爭執，從衡量尺度開始


    衡量任何事情，都必須先有一個標準的尺度。為了說明什么樣的嵌入式開發平臺最經濟有效，首先必須形成一套衡量標準。在這個關鍵問題上，的確是公說公有理、婆說婆有理。究竟誰的對，我們不妨來個“兼聽則明”。
受微軟公司的委托，EMF研究機構Krasner博士所提出的報告標題是《TCD：嵌入式開發平臺的成本評估框架》，其中首先針對如何評估一個嵌入式軟件開發平臺提出了一套方法。Krasner博士說：“TCD（ Total Cost of Development）評估框架可以幫助嵌入式設備制造廠商評估他們花在軟件設計中的總體成本，從而便于他們提高開發設計質量，控制開發設計成本。”
Krasner博士在報告中提出了這樣一個模型：

TCD=TTM x NOE x CPMM
其中：
TTM（Time to Market）為產品從開發工作開始到上市所用的時間，以“月”為單位；
NOE(Number of Engineers used)為開發該產品所需的工程師數量；
CPMM(Cost per Man-Month)為每個工程師每個月所需的費用。


    Krasner的調查結果認為：Windows Embedded平臺的平均TTM為8.1個月，而嵌入式Linux平臺的平均TTM為14.3個月，前者比后者快了43%；從對軟件工程師的需求來看，Windows Embedded 平臺中每開發一個產品所需的平均工程師數量為7.9人，而嵌入式Linux平臺需要14.2人，前者比后者節省44%。不管是在哪一種平臺之中，調查報告把每個嵌入式軟件工程師的平均月成本都假定為7500美元，從而得出結論：Windows Embedded平臺中，每個項目的TCD為48萬美元，而嵌入式Linux的TCD為150萬美元，前者大約只是后者的四分之一。

    Krasner博士對如此之大的差別所作的解釋是：Windows CE .NET和Windows XP Embedded更為成熟，功能更加豐富，采用基于構件的設計方法，具有集成化的工具集，支持并行開發工作流程。

    然而，熱衷于嵌入式Linux的人們對這樣的結論非常不以為然，并且提出了強有力的反擊。

    Jerry Epplin是一家名為EmbeddedSpace的嵌入式系統咨詢公司的首席咨詢師。他尖銳地指出：嵌入式開發平臺的評估方法應該準確地衡量開發工作中的全部因素，TTM和TCD的確是很重要的因素，但是，除此之外還有很多不可忽視的因素。例如：
· 產品差別化：采用廉價方法開發的產品并不一定能夠在市場上獲得獨特的競爭力；
· 產品成本：采用能夠運行在較廉價的硬件平臺上的嵌入式操作系統，將會使產品成本大幅度降低，從而在市場上具有更強的競爭力；
· 工具的延續性：如果嵌入式軟件開發者長期采用同一個平臺，并且積累了大量的工具軟件和開發經驗，必將在產品功能、性能和成本方面占據更大的優勢。 
另外還有其他許多因素都應當納入嵌入式軟件開發平臺的評估體系之中。如果只是拿出來一兩個指標來衡量，其結果一定是片面的。。



    真正應該關注的是TCP


    Krasner博士提出的嵌入式開發平臺TCD評估方法不僅非常簡單，而且完全站在了微軟的立場上，當然是樹大招風，而且由于過于簡單而顯得非常脆弱，很容易受到攻擊。反過來，對于簡單而直截了當的結論，最有效的攻擊方法莫過于讓事情復雜化，即使自己提不出任何明確的結論，至少能夠讓對方的論斷受到懷疑。這就是Jerry Epplin所采用的辦法。

    在Window Embedded和嵌入式Linux爭執不下的時候，我們不妨聽聽另外一方面的說法，相信有助于我們明辨是非。

    不論是微軟還是Linux，實際上都是嵌入式系統的后來者。在這個領域，本來就有一些長期獲得認同的開發平臺，比如Wind River的VxWorks。
Wind River中國區總經理韓青指出：“Krasner博士和Jerry Epplin先生是從不同層面得出的不同結論，他們所說的都有道理，對于搞清楚如何選擇嵌入式軟件開發平臺都是有幫助的。Wind River在嵌入式軟件開發領域已經有20多年的經驗，對此也有自己的認識。”

    韓青先生認為：選擇和采用一種開發平臺，對于一個電子產品廠商來說就是一筆投資。現在人們都開始認識到“Total Cost”，而不是只看最初的一次性投資。總的來看，對于嵌入式軟件開發工具的投資，人們的認識水平可以分為以下幾個層面：

    第一層面：只看到購買開發工具時所花的費用。在這個層面上，Open Source的Linux無疑是最吸引人的，因為它是免費的，而其他商用嵌入式軟件開發工具和商業化的Linux都需要支付一定的費用。

    第二層面：不僅看到購買開發工具軟件是所花的費用，而且看到在一個產品開發過程中所花的費用，主要是產品License和產品生產成本。微軟及Krasner博士的報告對于人們認識到開發過程中的隱形費用很有幫助，只是他們提出的TCD模型過于簡單了。Jerry Epplin則提出了一些同樣值得重視的因素。

    第三層面：從一個產品整個生命周期的范圍內來看待不同嵌入式軟件開發平臺對成本的影響，所以我們要關注TCP（Total Cost of Product，產品總成本）。因為，企業開發和銷售一個產品，最終要關注的是獲利能力，所以就必須關注TCP。

    其實，關于嵌入式軟件開發平臺的投入產出分析還可以在更高的層面——整個企業的高度來進行。經過多年發展和積淀，成熟的嵌入式軟件開發平臺支持基于構件（Components）的開發方法，從而讓不同產品、不同開發項目之間實現大范圍的軟件構件重復使用，從而加快開發速度，降低開發成本。另外，在工具與平臺的維護以及工程師的培訓方面都可以節省更多的成本。

    特別是對于消費電子產品是嵌入式軟件的新興市場，由于這類產品主要是批量生產銷售，所以對成本極為敏感。軟件對于消費電子產品成本的影響主要體現在四個方面：一是對CPU的要求越高，成本越高；二是對Flash存儲器容量要求越高，成本越高；三是產品軟件License的費用直接影響產品成本；四是系統穩定性、可靠性越好，產品售后服務費用就越低。


    不同嵌入式軟件平臺的TCP分析比較


    對于一個產品從開發到批量上市，其中的費用大致由三個方面構成：開發工具License、產品生產的License和相關成本以及開發與生產中的隱性費用。其中，隱形費用往往的不到應有的重視，這是因為開發工具與平臺的選擇常常有技術開發人員做出，而由此對產品開發整體成本（TCP）卻遠遠超出了技術問題本身。

    目前廣泛采用的嵌入式軟件開發工具，從商業模式上可以分為兩類：In-House（由各生產廠商自行研發和維護）和商業化的嵌入式開發工具；從沿革歷史上也可以分為兩類：傳統嵌入式平臺和由桌面操作系統經過裁剪而來的平臺。

    對于嵌入式Linux要區別看待。如果是完全免費的，那么必然要求開發者自行修改和維護，最終形成各自不同的版本，這樣就和In-House的嵌入式開發工具沒有什么區別了。

    拋開桌面操作系統和嵌入式系統所用的RTOS(實時操作系統)在技術上的區別，僅僅從經濟性上來看，我們可以Wind River 的VxWorks為代表，在傳統商用嵌入式軟件工具、免費的嵌入式Linux和Windows Embedded等不同工具之間作一下比較。

    開發工具與平臺的License費用：開發者可以選用免費的Linux。VxWorks、Windows Embedded和商業化的Linux的入門費大體在一個水平上。
產品License費用及生產成本：表面上看，Linux是Royalty Free（免收使用許可費）。VxWorks和Windows是要收取使用許可費（Royalty）的。產品license費用對于價格敏感的設備，如消費電子類設備，是非常重要的。基于VxWorks所開發的產品對于CPU和存儲Flash的需求更低，因此可為客戶節省硬件成本。據風河公司中國區總經理韓青先生透露“風河公司在消費電子類產品上產品license的訂價很低，采用VxWorks為用戶節省的硬件成本足以補償使用許可費”。Windows和Linux原本都是桌面操作系統，即使經過裁剪，其成品軟件在節省CPU和內存方面仍然遠遠不及VxWorks。

    隱形費用：微軟及Krasner博士的報告對于強調開發過程中的隱性成本具有非常大的積極作用，但是沒有考慮到產品生產中的隱性成本，而且對開發階段隱形費用所做的分析也過于簡單化。

    實際上，開發一個產品的成本究竟怎樣，與開發者已有的資源密切相關。具體產品開發者熟悉哪一種工具，目標產品的參考設計基于哪一種平臺，這些都是非常關鍵的因素。所以要具體情況具體分析。從現實情況看，傳統上熟悉VxWorks平臺的開發者很多，對于他們來說，當然是選用VxWorks平臺成本最低。Linux和Windows都吸引了不少新加入的開發者。

    嵌入式軟件平臺的選擇對產品上市后隱形費用的影響不可忽視，這主要是體現在產品售后服務與維修方面。如果產品穩定可靠、故障率低，售后服務與支持費用自然就低，通別是對消費電子產品更是如此。VxWorks的可靠性和行為的確定性為開發者設計出精簡、實用、可靠的嵌入式軟件奠定了基礎，這是它最獨特的優勢。

    微軟及Krasner博士的報告雖然引發了許多爭議，但是這種爭議對于全面認識嵌入式軟件開發的整體成本還是有很重要的積極作用。總的看來，從只關心入門費到認識到后續的產品生產成本和隱形費用，這是嵌入式軟件平臺選擇準則的一大進步。希望由此開始，廣大開發者乃至企業的經營決策者都更加關注嵌入式軟件開發平臺對產品總成本的影響。