4、环境智能与嵌入式系统软件的发展

环境智能与嵌入式系统软件的发展

1. 引言

环境智能在汽车领域发展较为成熟，不同系统如发动机控制、导航和娱乐系统成功集成，为用户带来便利。然而，在家庭和办公领域，由于存在众多独立参与者，子系统集成成为环境智能应用发展的严重瓶颈。

设计和实现环境智能嵌入式软件的起点与传统嵌入式软件设计并无不同。以 SoapBox 平台为例，构建环境智能嵌入式软件需要熟悉底层编程、汇编语言以及资源优化的设计人员。但该平台也存在一些可改进之处，如切换应用时需使用在线编程器对处理器进行编程，耗时长达 10 分钟，这与环境智能应用应能即时适应变化的愿景相悖。

构建符合环境智能愿景的应用面临两大挑战：一是应用通常是分布式的，需要多个对象协同工作；二是应用的运行时环境极其动态，这部分是由于承载应用的对象具有移动性，部分是由于应用对环境敏感。

系统软件的目的是支持应用开发，它提供了诸如远程通信、容错、高可用性等常见服务，这些服务可被多个应用共享，只需实现一次。系统软件常被称为运行时环境或软件平台，同一软件平台可在不同产品中复用。

为应对复杂性，软件通常采用分层架构，这使得系统软件和应用软件的边界不断变化。例如，过去创建手机连接的软件是手机中的应用，现在则成为了系统软件服务。

环境智能嵌入式软件将是分布式和移动的，由多个软件层组成。软件架构的作用日益重要，它定义了软件的基本组织，包括系统组件及其相互关系和运行环境。非功能需求，如可靠性、可用性、安全性等，是架构设计决策的基础。

2. 传统系统软件

传统系统软件分为中间件、操作系统（OS）和网络协议栈三层。近年来，嵌入式系统开始支持与外界的各种通信，因此系统软件通