本書全面回顧了嵌入式操作系統(tǒng)的演進(jìn)歷史，主流的嵌入式操作系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)、成長(zhǎng)歷程以及背后的商業(yè)故事，展望了嵌入式操作系統(tǒng)未來(lái)的技術(shù)路徑、市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)和物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的新機(jī)遇。并按時(shí)間軸講述了從RTOS、開源嵌入式操作系統(tǒng)到物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程，以技術(shù)為視角剖析了嵌入式操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、安全性和云計(jì)算等重要技術(shù)，從手機(jī)、通信、汽車和可穿戴設(shè)備幾個(gè)市場(chǎng)討論了嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用，從嵌入式操作系統(tǒng)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)角度討論了商業(yè)模式的問(wèn)題。本書適合電子信息行業(yè)的人士閱讀，尤其適合嵌入式系統(tǒng)、電子設(shè)計(jì)和工業(yè)控制領(lǐng)域的工程技術(shù)人員、管理和營(yíng)銷人士閱讀，也可供從事嵌入式系統(tǒng)教學(xué)和學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域的科研人員、老師，以及高校計(jì)算機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)、電子信息和自動(dòng)控制等專業(yè)學(xué)習(xí)嵌入式課程的學(xué)生學(xué)習(xí)參考。
我是在1994年正式進(jìn)入嵌入式系統(tǒng)這個(gè)領(lǐng)域的，之前10年，我雖然參與過(guò)工業(yè)自動(dòng)化和通信設(shè)備開發(fā)項(xiàng)目，但在當(dāng)時(shí)，它們還不能算是真正意義上的嵌入式系統(tǒng)。可以這樣講，1994年之前我對(duì)實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)有一定的了解，但對(duì)嵌入式操作系統(tǒng)基本上是一無(wú)所知。20多年一路走過(guò)來(lái)，我與嵌入式系統(tǒng)和嵌入式操作系統(tǒng)結(jié)下了不解之緣。
寫作的初衷本書最初的構(gòu)想還要從2008年整理的一本小冊(cè)子《嵌入式系統(tǒng)文集》說(shuō)起。就在那一年，我自己有了更多的可以自由支配的時(shí)間，于是我將前幾年撰寫的20余篇文章整理成文集，并印刷了一小批送給我的朋友，這算是本書的雛形。
2011年，我在桂林參加飛思卡爾大學(xué)計(jì)劃的交流會(huì)，期間我做了一個(gè)題為“嵌入式系統(tǒng)：以變應(yīng)變、未來(lái)無(wú)限”的發(fā)言。聽了我的發(fā)言，同去參會(huì)的電子工業(yè)出版社的一位編輯就建議我寫一本關(guān)于嵌入式操作系統(tǒng)歷史的書籍。之后，他還很熱情地寄給我一本吳軍寫的《浪潮之巔》。這位朋友的鼓勵(lì)是我寫成本書的一個(gè)推動(dòng)力。
2013年下半年，與非網(wǎng)的劉福鋒和高揚(yáng)兩位主編找到我，希望我能寫一個(gè)介紹嵌入式操作系統(tǒng)發(fā)展歷史的系列文章。經(jīng)過(guò)構(gòu)思，我前后花2個(gè)月時(shí)間完成了12篇文章，并于2014年1～3月在與非網(wǎng)“嵌入式操作系統(tǒng)史話”欄目上發(fā)表。這些文章受到了業(yè)內(nèi)人士的普遍好評(píng)，也讓初學(xué)者弄清楚了嵌入式操作系統(tǒng)的概念和產(chǎn)品變遷歷史。這一次的系列文章讓我對(duì)嵌入式操作系統(tǒng)歷史的知識(shí)積累更加豐富，也讓我確定了撰寫嵌入式操作系統(tǒng)風(fēng)云錄圖書的計(jì)劃。
2014年中期，我把與非網(wǎng)文章的鏈接發(fā)給了對(duì)嵌入式Linux很感興趣的張國(guó)強(qiáng)先生，當(dāng)時(shí)他是機(jī)械工業(yè)出版社華章公司的策劃編輯。他很熱情地邀請(qǐng)我寫一本嵌入式操作系統(tǒng)科技史的圖書。于是寫這本書就到了水到渠成的時(shí)候。此外，我確信物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)將是嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展方向之一，這也是我下定決心寫本書的原因之一。而在2013年年底寫“嵌入式OS的未來(lái)”這篇文章的時(shí)候，我只是預(yù)感到物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)可能成為嵌入式產(chǎn)業(yè)界未來(lái)關(guān)注的方向。
本書的內(nèi)容本書共15章，包括史話、技術(shù)、應(yīng)用、商業(yè)模式和發(fā)展幾大部分內(nèi)容。書中全面回顧了嵌入式操作系統(tǒng)的演進(jìn)歷史，主流的嵌入式操作系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)、成長(zhǎng)歷程以及背后的商業(yè)故事，展望了嵌入式操作系統(tǒng)未來(lái)的技術(shù)路徑、市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)和物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的新機(jī)遇。本書以時(shí)間為軸，講述了從RTOS、開源嵌入式操作系統(tǒng)到物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程；以技術(shù)為視角，剖析了嵌入式操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、安全性和云計(jì)算等重要技術(shù)；從手機(jī)、通信、汽車和可穿戴設(shè)備幾個(gè)市場(chǎng)角度討論了嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用，從嵌入式操作系統(tǒng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的角度討論了商業(yè)模式的問(wèn)題。嵌入式操作系統(tǒng)起源于北美，主要的創(chuàng)新也來(lái)自北美，但近年來(lái)，歐洲和亞洲的嵌入式操作系統(tǒng)發(fā)展也頗具特色，潛力無(wú)限，所以本書也以極大的熱情關(guān)注了歐亞市場(chǎng)。
致謝早在1988年我在北航計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)攻讀研究生期間，田子鈞和莊梓新兩位導(dǎo)師就曾細(xì)心指導(dǎo)我對(duì)微處理器技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行了深入的研究，這段經(jīng)歷為我今后從事嵌入式系統(tǒng)工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。正如美國(guó)著名的嵌入式系統(tǒng)人士Jack Ganssle于2011年年底所說(shuō)：“在微處理器出現(xiàn)之前，如果你想在電子產(chǎn)品中加入計(jì)算機(jī)，那將是一件極其困難的事情。而在今天，任何電子產(chǎn)品如果沒(méi)有嵌入智能，那將是無(wú)法想象的。”
真正引領(lǐng)我走入嵌入式操作系統(tǒng)大門的是Jim Ready和Andre Kobel。Jim是技術(shù)專家和成功的創(chuàng)業(yè)者，他善于把握大方向。Andre精于銷售和市場(chǎng)開發(fā)，他的幫助最為直接和有效。這兩位前輩給了我進(jìn)入嵌入式操作系統(tǒng)領(lǐng)域的信心，借助于Jim Ready創(chuàng)建的Ready System和Microtec Research公司的產(chǎn)品，我順暢地走上了嵌入式系統(tǒng)的研究道路。
2009年以后，我有幸與何立民教授在《單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》雜志社共事。何老是中國(guó)單片機(jī)的開拓者之一，他敏捷的思維、開放的思想，以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)讓我受益匪淺。與何老等人共同創(chuàng)建的嵌入式系統(tǒng)聯(lián)誼會(huì)讓我有機(jī)會(huì)與高校嵌入式和物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)方向的老師相識(shí)并交流，加上后來(lái)我自己親身參與高校的嵌入式和物聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)工作，這些讓我對(duì)嵌入式系統(tǒng)的理解多了一個(gè)維度。
在學(xué)習(xí)和應(yīng)用嵌入式操作系統(tǒng)的20多年中，許多學(xué)生、老師、企業(yè)和媒體界的朋友都給過(guò)我多方的幫助和支持，這里無(wú)法一一細(xì)說(shuō)，借本書出版之機(jī)，謹(jǐn)表達(dá)我最真摯的感謝！
本書在寫作過(guò)程中還得到了多位朋友的幫助，他們的貢獻(xiàn)讓本書的內(nèi)容更加豐富，在這里一并奉上我的衷心感謝！這些朋友是：我與Microtec Research和Montavista合作時(shí)的老朋友Jim Ready，他給了我一些珍貴的史料，并為本書撰寫推薦序（Jim現(xiàn)在在Cadence公司工作，任軟件開發(fā)和業(yè)務(wù)發(fā)展集團(tuán)的副總裁）；Bill Weinberg（Bill曾在Montavista和Black duck工作，現(xiàn)在在OSDL工作）和Jun Sun博士（Jun曾在Montavista和Google工作）；Micrium的Jean Labrosse和Christian Legare；麥克泰公司我的同事江文瑞和張愛(ài)華；還有曾經(jīng)在麥克泰公司實(shí)習(xí)的李少莆博士、黃武陵博士和王霞女士；北京理工大學(xué)馬忠梅副教授；中興成都研究所的鐘衛(wèi)東總工程師；北京凱思昊鵬董事長(zhǎng)顧玉良博士；RT-Thread的創(chuàng)始人熊譜翔以及Synopsys武漢研究中心的任蔚博士等人，麥克泰公司及其合作伙伴也給我提供了資料。
我還要感謝多年來(lái)科技媒體界朋友們的幫助和支持，尤其是嵌入式聯(lián)誼會(huì)的支持媒體（http://www.esbf.org.cn/），科技媒體在宣傳嵌入式操作系統(tǒng)上一直不遺余力。
最后需要特別感謝的是我的家人，我的太太和兒子，他們傾力的支持才能讓本書得以順利完成。我太太幫助我審閱了全書，并幫助我精心梳理文字；我兒子何靈淵幫助我整理了文章。感謝他們的支持和理解，讓我能一直做我喜歡的事。
2016年2月23～25日，我訪問(wèn)了德國(guó)的紐倫堡，參加Embedded World 2016會(huì)議和展覽。這個(gè)展覽中，全球著名的嵌入式操作系統(tǒng)、軟件和工具公司悉數(shù)登場(chǎng)。比如微軟展示了Windows 10 for IoT，ARM演示了embed OS和谷歌Brillo，QNX展示了汽車電子應(yīng)用，Gree Hills和卡巴斯基展示了安全操作系統(tǒng)，Micrium展示了最新的創(chuàng)客版本—c/OS for maker。現(xiàn)場(chǎng)我還看到了Expresslogic、Mentor Graphic、WindRiver（在Intel展位）等著名企業(yè)。歐洲Enea和FreeRTOS，德國(guó)的Segger、SYSGO、euros也參加了展示，這些公司在歐洲市場(chǎng)都頗有名氣。此外還有更多從事嵌入式操作系統(tǒng)安全認(rèn)證、測(cè)試服務(wù)和應(yīng)用方案的中小企業(yè)也來(lái)到現(xiàn)場(chǎng)。150余場(chǎng)技術(shù)報(bào)告中，許多都是嵌入式操作系統(tǒng)相關(guān)的內(nèi)容，在歐洲物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0發(fā)展浪潮中，嵌入式操作系統(tǒng)正在發(fā)揮著舉足輕重的作用。
嵌入式操作系統(tǒng)是一門軟硬結(jié)合、覆蓋廣泛的應(yīng)用和工程技術(shù)，在當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)浪潮襲來(lái)之際，嵌入式操作系統(tǒng)再一次被推上了風(fēng)口浪尖。我創(chuàng)建了www.hexiaoqing.net網(wǎng)站，將我過(guò)去20多年所寫的文章和會(huì)議發(fā)言的PPT，以及相關(guān)的資料全部放在上面，歡迎對(duì)嵌入式操作系統(tǒng)有興趣的朋友隨時(shí)瀏覽，也歡迎朋友們隨時(shí)以任何方式與我交流和探討。再次感謝大家！
何小慶2016年4月20日寫于北京海淀中關(guān)村
Foreword 推薦序計(jì)算機(jī)技術(shù)可以說(shuō)是人類歷史上最重要的發(fā)明之一，但是業(yè)內(nèi)人士擔(dān)心這一重要技術(shù)的發(fā)展歷史并沒(méi)有被正確地保留下來(lái)。即使是能夠以實(shí)物保留的硬件，不少也已經(jīng)被拆解，無(wú)法讓后人完整地學(xué)習(xí)和了解。事實(shí)上，美國(guó)加利福尼亞山景城的計(jì)算機(jī)博物館正是為了保存計(jì)算機(jī)技術(shù)的歷史而創(chuàng)建的。對(duì)于軟件而言，如何保存的問(wèn)題就更加嚴(yán)重了，也許只有手冊(cè)、源代碼列表或者磁帶可以保存。
針對(duì)這一問(wèn)題，Allan（何小慶的英文名）決定撰寫本書，以自己的力量來(lái)更好地保存軟件的歷史。嵌入式軟件的特性決定了它們隱藏在航空、運(yùn)輸、通信等眾多大型應(yīng)用領(lǐng)域中，對(duì)于外界基本是不可見的（除非它們出了故障）。這也意味著除了少數(shù)業(yè)內(nèi)人士以外，更多的人根本都不知道這些軟件的存在。盡管如此，嵌入式軟件全天候、可靠、安全地運(yùn)行對(duì)于整體系統(tǒng)而言是極其重要的。
在個(gè)人計(jì)算機(jī)興起的時(shí)代，Intel公司的處理器也遇到了類似的苦惱，但他們成功地通過(guò)Intel Inside宣傳項(xiàng)目讓自己的品牌廣為人知。很遺憾，對(duì)于嵌入式操作系統(tǒng)而言，歷史上并沒(méi)有一個(gè)關(guān)于“內(nèi)有嵌入式操作系統(tǒng)”的宣傳活動(dòng)來(lái)讓更多的人知曉它。
盡管嵌入式系統(tǒng)業(yè)內(nèi)沒(méi)有像Intel這樣成功地宣傳自己的公司，但好消息是，Allan是業(yè)內(nèi)先鋒之一，他處在能夠記錄歷史的獨(dú)特位置上。20世紀(jì)90年代早期，Allan是中國(guó)嵌入式軟件市場(chǎng)最早的企業(yè)家之一，他先創(chuàng)建了Ready System中國(guó)，后來(lái)創(chuàng)建了BMR（麥克泰）。近30年來(lái)，Allan一直在推動(dòng)RTOS技術(shù)和嵌入式Linux的應(yīng)用。1992年前后，Allan加入了國(guó)際嵌入式系統(tǒng)社區(qū)，他也很可能因此成為中國(guó)最早的Linux和互聯(lián)網(wǎng)用戶之一（Linux在1991年首次發(fā)行）。Allan是一個(gè)言行一致的企業(yè)家，他說(shuō)到做到（在硅谷，這是衷心的贊美）。
在本書中，你能夠體會(huì)到保留軟件歷史的核心，聽到內(nèi)行人士親自向你講述歷史。在此向Allan致以敬意，感謝他投入時(shí)間和精力來(lái)撰寫本書。
Jim Ready2016年2月9日寫于美國(guó)加利福尼亞庫(kù)比蒂諾
推薦序
前言
第1章 認(rèn)識(shí)嵌入式操作系統(tǒng)1
什么是嵌入式系統(tǒng)2
什么是嵌入式操作系統(tǒng)2
嵌入式操作系統(tǒng)分類3
嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用4
第2章 嵌入式操作系統(tǒng)的歷史6
VRTX：嵌入式操作系統(tǒng)的開拓者7
嵌入式操作系統(tǒng)的“摩托”系11
C/OS的故事13
風(fēng)河—嵌入式操作系統(tǒng)的常青樹18
嵌入式操作系統(tǒng)的紅花綠葉22
第3章 開源的嵌入式操作系統(tǒng)27
開源軟件與嵌入式操作系統(tǒng)28
嵌入式系統(tǒng)開源軟件的思考32
構(gòu)建你自己的Linux37
從Montavista看嵌入式Linux的發(fā)展40
Linux和Android：誰(shuí)更適合你47
第4章 IT大佬的嵌入式操作系統(tǒng)夢(mèng)53
微軟嵌入式操作系統(tǒng)分析54
ARM：成長(zhǎng)中的煩惱63
如何看待谷歌的Brillo OS73
第5章 歐洲的嵌入式操作系統(tǒng)76
OSE—來(lái)自北歐的RTOS77
安全操作系統(tǒng)—SafeRTOS80
開源新兵FreeRTOS81
第6章 亞洲的嵌入式操作系統(tǒng)86
中日在發(fā)展嵌入式軟件上的不同思路87
實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)TOPPERS剖析89
RT-Thread的發(fā)展歷程107
第7章 嵌入式Linux操作系統(tǒng)114
嵌入式Linux的實(shí)時(shí)性技術(shù)115
提高嵌入式Linux時(shí)鐘精度的方式121
嵌入式Linux的動(dòng)態(tài)電源管理技術(shù)123
第8章 嵌入式系統(tǒng)安全131
物聯(lián)網(wǎng)中的嵌入式安全132
基于嵌入式操作系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)安全133
豐田汽車召回事件給我們的啟示138
第9章 嵌入式系統(tǒng)與云計(jì)算141
云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和嵌入式系統(tǒng)142
互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議146
第10章 手機(jī)中的嵌入式操作系統(tǒng)151
手機(jī)：嵌入式操作系統(tǒng)必爭(zhēng)之地152
手機(jī)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)嵌入式Linux159
第11章 嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用168
我與嵌入式通信產(chǎn)品開發(fā)169
嵌入式Linux在通信設(shè)備中的應(yīng)用171
基于嵌入式Linux的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備開發(fā)176
汽車電子：群雄逐鹿的新戰(zhàn)場(chǎng)182
第12章 嵌入式軟件的知識(shí)產(chǎn)權(quán)187
嵌入式軟件的知識(shí)產(chǎn)權(quán)188
談?wù)凢reeRTOS及其授權(quán)方式195
第13章 嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展200
嵌入式操作系統(tǒng)的現(xiàn)狀和未來(lái)201
Android方興未艾204
第14章 可穿戴設(shè)備與嵌入式操作系統(tǒng)208
可穿戴設(shè)備市場(chǎng)回顧和展望209
可穿戴設(shè)備的操作系統(tǒng)212
第15章 物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)219
什么是物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)220
物聯(lián)網(wǎng)與開源軟件227
物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的新進(jìn)展241
后記 我與嵌入式系統(tǒng)20年247
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