Linux系統(tǒng)在嵌入式DVR中的應(yīng)用

　　以強穩(wěn)定性的優(yōu)勢，嵌入式DVR越來越被安防行業(yè)與廣大客戶所接受。嵌入式DVR的穩(wěn)定性優(yōu)勢不光來自于硬件的低故障率，很大因素取決于嵌入式DVR中所采用的操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件的高穩(wěn)定性，它所選用的軟件平臺起著至關(guān)重要的作用。

　　從國內(nèi)嵌入式DVR的領(lǐng)軍人物?？低暪驹谇度胧紻VR的開發(fā)歷程上，可清晰地看出Linux系統(tǒng)在嵌入式DVR中的地位日益凸顯出來。?？低暪镜谝淮度胧紻VR的研發(fā)初期，在確定以Samsung S3C2510加Ti的DM642作為其硬件平臺的時候，采用了Linux與VxWorks同時開發(fā)，相互參照、評估，最終主要由于基于對WindRiver 的VxWorks商用軟件的信賴，選用了VxWorks作為其操作系統(tǒng)及軟件開發(fā)平臺；在第二代嵌入式DVR技術(shù)選型時，定下了以Ti的Davinci平臺作為硬件平臺，由于Linux提供了對該平臺的實現(xiàn)，而VxWorks不能提供該硬件平臺的支持，?？低暪具x擇性地將軟件平臺轉(zhuǎn)向了Linux系統(tǒng)；而在第三代嵌入式DVR的預(yù)言期間，就明確、肯定地將Linux定為?？低暪鞠乱淮度胧紻VR的系統(tǒng)平臺。不難看出，Linux憑著其自身的特點，各方面的優(yōu)勢逐步成為了嵌入式DVR軟件平臺的主角。

　　當(dāng)今非手機類的嵌入式產(chǎn)品中，主流的操作系統(tǒng)有VxWorks，各種版本的Linux、uCOS-II、uC/OS，Qnx等等。其中最著名的VxWorks是美國Wind River公司推出的一種嵌入式強實時操作系統(tǒng)，自20世紀(jì)80年代問世以來，以其高性能、高可靠性、高實時性等特點成為實時操作系統(tǒng)中最具特色的系統(tǒng)。尤其以成功應(yīng)用于美國軍方、國防部、航空航天項目如火星探測車和愛國者導(dǎo)彈等高科技產(chǎn)品而聲名鵲起。自1996年登陸中國，短短幾年就已成為國防、工業(yè)自動化、網(wǎng)絡(luò)通信、航空航天、醫(yī)療儀器、狀態(tài)監(jiān)控以及消費電子產(chǎn)品等嵌入式實時領(lǐng)域的首選操作系統(tǒng)。

　　VxWorks 作為商用軟件，以其實時性、可靠穩(wěn)定性著稱于世，也因此被廣泛用在第一代的嵌入式DVR系統(tǒng)中。但正是它所具有的這些特性也必定限制了其發(fā)展，因為是商用軟件，所以有專業(yè)的、全職的技術(shù)人員進(jìn)行維護(hù)，雖然WindRiver是一家非常成功的嵌入式軟件公司，也同時可以擁有相當(dāng)龐大的研發(fā)隊伍，但針對現(xiàn)代IT迅猛發(fā)展所帶來的眾多的硬件平臺、海量的軟件、協(xié)議而言，那是相當(dāng)有限的，所以造成VxWorks系統(tǒng)現(xiàn)在所能支持的硬件平臺有限，只能支持一些主流廠家的典型平臺，完全不能和日新月異的硬件平臺所同步，也違背了IT產(chǎn)業(yè)著名的摩爾定理。為了保證其可靠性，兼顧實時性的特點，WindRiver在集成軟件模塊時非常謹(jǐn)慎，發(fā)展也就必然緩慢，造成不能對眾多的軟件協(xié)議實現(xiàn)及時地支持。

　　而且針對DVR系統(tǒng)，主要實現(xiàn)視音頻的編碼錄制任務(wù)，對于VxWorks推崇的實時特性并不能得到有效利用，在DVR系統(tǒng)中，每秒25幀、50場及20毫秒視頻編碼的實際處理任務(wù)都是由DSP或ASIC芯片等專用芯片完成，而CPU上運行的操作系統(tǒng)所負(fù)責(zé)的僅僅是應(yīng)用級的程序調(diào)度，VxWorks所能達(dá)到的微時限（Deadline）特性對于DVR所需的應(yīng)用任務(wù)來說簡直是牛刀殺雞。而uCOS-II、uC/OS，Qnx等操作系統(tǒng)由于其本身產(chǎn)生的目的、設(shè)計的特性、維護(hù)運營的模式都更適合于純的工業(yè)控制領(lǐng)域。

　　Linux自誕生那天開始，就以開源自由的特性吸引了全世界成千上萬優(yōu)秀的技術(shù)人員投入到Linux軟件的開發(fā)中來，使Linux系統(tǒng)得以高速發(fā)展，也使得Linux可以支持市場上絕大多數(shù)的硬件平臺和各式各樣的軟件協(xié)議，保持著高度一致的同步性。在Linux的應(yīng)用初期，Linux的自由開放特性也使得不少商家對其產(chǎn)生很多的誤解，認(rèn)為Linux就是不需要投入的！“開源意味著自由，但并不是成本上的免費，盡管有時候的確免費。”位于加利福尼亞州San Mateo的開源軟件開發(fā)公司Untangle 的CTO Dirk Morris所說的話給了Linux應(yīng)用一個很好的參見。開源軟件具有靈活性、可靠性、安全以及易于采用等諸多特點，但免費不能算特點，至少不是主要特點。由于開源軟件參與的人員來自于世界各地，不同行業(yè)，不同領(lǐng)域，不同目的，開發(fā)質(zhì)量也良莠不齊，獲得的技術(shù)支持很有限，使得開源產(chǎn)品通常都不是一個完整的產(chǎn)品，也一定程度上造成使用Linux會遇到很多困難。因此我們一定不要把開源簡單地看成免費軟件，而應(yīng)該把它視為自由軟件，自由軟件意味著用戶可以自由地運行、拷貝、分發(fā)、研究和修改軟件。開源的本質(zhì)是為程序員提供自由地查看和修改代碼的能力，讓程序員可以學(xué)習(xí)和借鑒別的程序員的設(shè)計思路，然后進(jìn)一步擴(kuò)展和完善該產(chǎn)品，正是這個流程讓Linux功能越來越強大，性能越來越穩(wěn)定。

　　隨著Linux的日益成熟，使用者對其有了進(jìn)一步深入的了解，它所擁有的自由、開源本性，使得Linux具有廣泛的硬件支持特性、不斷自我修復(fù)的完善性、強大的軟件協(xié)議特別是網(wǎng)絡(luò)的支持功能，也必定決定了其將用作各式各樣的嵌入式系統(tǒng)中，嵌入式DVR當(dāng)然也不會例外。而且白熱化的DVR市場，使得成本因素、穩(wěn)定因素、靈活因素越來越被各DVR用戶所看重，因此Linux也就自然成為了現(xiàn)代嵌入式DVR中的主角。為了提升嵌入式DVR的競爭力，現(xiàn)在嵌入式DVR產(chǎn)品的比拼已不局限于圖像編碼的壓縮率、清晰度等基本的視頻特性上，更關(guān)注于嵌入式DVR作為一個系統(tǒng)所能提供的服務(wù)，因此而帶來了各式各樣且非常新穎的需求，這種需求也只有具有靈活特性和廣大資源的Linux平臺才能完成，對于某個功能，比如客戶想要在DVR上加上SIP網(wǎng)關(guān)的功能，對于VxWorks這樣的封閉系統(tǒng)是很難實現(xiàn)的，而對于Linux來講，只要在主流的PC平臺上實現(xiàn)了，那對于嵌入式DVR平臺來講，僅僅是一個交叉編譯的修正實現(xiàn)。若要對某個新穎硬件的支持，比如某款新的CPU推出，或某個WiFi功能的支持，各廠家、協(xié)議組織都會推出相應(yīng)的Linux的示例程序，得到相應(yīng)的源代碼，我們要做的大多數(shù)僅僅是個平移實現(xiàn)的工作。