Vestavěný chaos: Od PDA k telefonům

Oblast embedded (vestavěného) softwaru byla po dlouhou dobu považována za jakýsi ezoterický trh proprietárních operač...


Oblast embedded (vestavěného) softwaru byla po dlouhou dobu považována za
jakýsi ezoterický trh proprietárních operačních systémů pracujících v reálném
čase, které jsou navrženy, aby běžely na malých procesorech v medicínských
přístrojích, v řídicích jednotkách strojů či v zapalování automobilů. S prudkým
rozvojem v oblasti PDA, mobilních telefonů či zařízení suplujících úlohu
tradičního PC (tabletů, internetových LCD panelů...) si však tato oblast
získává větší a větší pozornost i ze strany firem, které ji dosud spíše
opomíjely.
Situace byla mnohem jednodušší ještě před několika málo lety, kdy vestavěné
operační systémy tvořily trh převážně ignorovaný společností Microsoft. Exploze
nejrůznějších handheldových přístrojů v uživatelském, a především pak
podnikovém prostředí způsobila, že nejen Microsoft, ale i firma Palm, prodejci
Linuxu nebo společnost Sun Microsystems začali ve větší míře pronikat do
embedded světa a rozmazávat dříve jednoznačně dané hranice, mezi něž patřily
operační systémy pro kapesní počítače.
Vstup Billa Gatese a jeho společnosti do oblasti vestavěných systémů, kde
konkurují především Palmu, vlna funkčně bohatých mobilních telefonů i
vzrůstající výkonový potenciál vestavěných procesorů vnáší do tohoto světa
takříkajíc nový život a situaci na trhu tak trochu komplikují. Embedded
computing dokonce začíná konkurovat i osobním počítačům. Negativní stránkou je
však to, že rychlá evoluce činí rozhodování zákazníka stále komplexnějším
problémem. "Odhadujeme další vývoj a experimentujeme s několika typy zařízení,
neboť jsme firmou globálního charakteru a ne každou technologii lze uplatnit ve
všech částech světa," říká J. R. Bibb, poradce pro technologické inovace ve
společnosti Shell Oil. Vzhledem k tomu, že společnost využívá platformu
Windows, znamená v jejím případě právě Microsoft vážného konkurenta pro zbytek
"embedded světa".
"Microsoft si za poslední 2 roky všimnul toho, že se přístroje s vestavěnými
operačními systémy stávají bohatší co do schopností, funkcionality, aplikací a
služeb, i toho, jakým způsobem je lze integrovat do existující infrastruktury,"
říká Aubrey Edwards, ředitel skupiny embedded platforem Microsoftu. "Vidíme,
jak se tato zařízení stávají koncovými body síťové infrastruktury a že je
třeba, aby jsme zde uživatelům poskytli dostatečnou inteligenci."

Trh stále roste
Microsoft samozřejmě zdaleka není sám. Zejména populární operační systém Palm
OS svádí o tržní podíl s embedded verzemi Windows nelítostný boj. Jsou zde ale
také prodejci jako Red Hat, Lineo či RidgeRun přicházející s omezenými verzemi
Linuxu určenými pro mobilní telefony i další typy přístrojů. "Linuxoví hráči
zde rozhodně mají co nabídnout, je třeba s nimi počítat," komentuje Rob
Enderle, analytik společnosti Giga Information Group. Podle názoru Enderleho je
trh vestavěných zařízení a systémů stále ještě malý, je však přesvědčen, že
lepší možnosti konektivity těchto zařízení se zbytkem infrastruktury vše změní.
"Tyto systémy musejí mít především možnost, jak komunikovat s ostatními
systémy," říká.
Palm podporuje svoji uživatelskou základnu čítající 17,5 milionu členů se svým
jediným operačním systémem. "Stejně tak jako u jiných operačních systémů to,
jak je využíván, je otázkou hardwaru. Co se však stává opravdu důležité, je
schopnost jakéhokoliv operačního systému být výkonným a využitelným v různých
situacích," vysvětluje Gina Clarková, viceprezidentka marketingu Palmu.
Strategie Microsoftu je rozdělena do dvou směrů. Zaprvé je zde systém Windows
CE, který je nyní reprezentován novou verzí Windows CE .Net embedded operačním
systémem využívajícím technologii .Net. Je založen na filozofii komponent,
přičemž vývojáři budou vycházet z toho, jakou funkci bude plnit to které
zařízení, které jej využívá. Pak je zde systém Windows XP Embedded, který
Microsoft představil koncem loňského roku. Jedná se vlastně o klon desktopového
operačního systému Windows XP určený pro procesory s architekturou x86 s
podstatně robustnější (oproti CE .Net) sadou API.
Windows XP Embedded je v podstatě do komponent rozložená verze Windows XP.
"Jsou založena na architektuře x86 a orientována na BIOS jde tedy o
architekturu velmi podobnou PC. Vztah mezi softwarem a hardwarem je proto velmi
úzký," říká Edwards z Microsoftu. "Na druhé straně, Windows CE .Net nejsou
založena na PC architektuře. Jestliže opustíte svět x86, pak neexistuje
skutečný ekvivalent BIOSu, takže výrobci používají procesory ARM, StrongARM
nebo jiné, a musejí přemýšlet, jakým způsobem nabootovat systém."
"Ještě donedávna," říká Daya Nadamuniová, analytička společnosti Dataquest,
"dominovaly na trhu vestavěných systémů firmy jako Wind River Systems, Green
Hills Software, Integrated Systems či QNX Software. Všechny přitom nabízely
skutečné realtimové operační systémy na tomto poli stále ještě dominuje Wind
River. Jejich vxWorks byl využit např. v projektu Mars Odyssey, který
realizovala NASA."
Zůstaneme-li "při Zemi", Wind River doufá, že se jí povede s tímto systémem
prosadit (díky spolehlivosti "vesmírného věku") na trhu telefonů. "Náš software
je použit v mobilních telefonech Anycall firmy Samsung," říká Sy Choudhury,
obchodní ředitel Wind River pro oblast Asie. "Mitsubishi pak plánuje, že
vxWorks použije v produktu Internet Paldio, což je kombinace PDA a telefonu v
jediném přístroji. V Japonsku by měl debutovat do 2 let."
Taková zařízení vznikající ve znamení konvergence však pro nejbližší dobu
zůstanou stále spíše ojedinělými výjimkami. PDA a mobilní telefony v
současnosti stále ještě reprezentují dva odlišné světy vestavěných operačních
systémů.

Linux a DSP
Trh PDA je dnes víceméně jasně uspořádaný jednoznačně dominantními jsou zde
firmy Microsoft a Palm. Naproti tomu trh mobilních telefonů je podstatně
volnější a, dá se říci, otevřený pro všechny: Šanci zde má i Linux,
proprietární systémy výrobců telefonů a v poslední době dává i Microsoft vědět,
že by rád přispěl se svojí "troškou do mlýna". Každá z těchto aktivit se nese
především ve znamení úsilí zjednodušit nezávislým prodejcům softwaru nebo
firemním vývojářům možnost přijetí oblasti telefonů jakožto platformy pro vývoj
aplikací. Sám Microsoft, který je v této oblasti nováčkem, se nehodlá jen tak
vzdát jeho operační systém Smart Phone 2002 (původně Stinger) je namířen přímo
na oblast mobilních telefonů. "V nejbližším období Microsoft nejspíše nezíská
dominantní postavení," myslí si analytik společnosti IDC Al Gillen, "vstupuje
na trh se značným zpožděním. Avšak je třeba s ním rozhodně počítat."
Vše nasvědčuje tomu, že také výrobci telefonů s tvrzením souhlasí. "Před třemi
lety se firmy Nokia, Motorola, Ericsson, Matsushita a Psion spojily, aby
Microsoft na trh mobilních telefonů nevpustili," říká k tomu Nadamuniová ze
GartnerGroup. Výsledkem bylo konsorcium Symbian produkující real time operační
systém Epoc pro mobilní telefony.
Pak je zde zmiňovaný Linux. V roce 1998 vznikla firma Lineo, která se od
počátku soustřeďuje právě na trh vestavěných systémů. "Oddělili jsme se od
společnosti Caldera, kterou jsem zakládal v roce 1994," říká CEO Linea Bryan
Sparks. "Koupili jsme prodejce real time operačního systému Embedded Power, aby
nám se softwarem RTXC pomohl podporovat procesory s více jádry."
Sparks se netají s tím, že by rád viděl Lineo a RTXC (nedávno přejmenovaný na
Quadros) společně v příští generaci mobilních telefonů. "RTXC bude běžet na DSP
(digital signal processor) čipu takových telefonů, zatímco Linux na hlavním
procesoru, kde bude řídit všechny vrstvy protokolů." Tato architektura vlastně
stála v popředí zájmu už v případě aktivit start-upové firmy RidgeRun. "Přišli
jsme s myšlenkou přidání Linuxu do DSP čipů," tvrdí Rudy Prince, CEO
společnosti. Zmíněná idea se ostatně zamlouvá i firmě Texas Instruments to
vedlo k financování, které RidgeRun nadále udržuje ve hře. Výsledný produkt,
označovaný jako DSPLinux, je nazývaný tak trochu nesprávně, neboť Linux ve
skutečnosti neběží přímo na DSP čipu. Právě dvouprocesorové řešení, kde DSP
zajišťuje samotné funkce telefonu a na ARM čipu běží aplikace, má být
předpokladem k tomu, aby mohl být Linux provozován v telefonu.

Skutečný real time?
Mluvíme-li o tomto typu duálních systémů, dostáváme se k jedné klíčové otázce:
Jedná se ještě o real time operační systémy, nebo ne? Např. vxWorks od
WindRiver je skutečný realtimový systém, zatímco o Pocket PC ani o Palm OS se
to zcela přesvědčivě tvrdit nedá. Stejně tak ne o Linuxu. Operační systémy
pracující v reálném čase jsou od základu navrženy tak, aby byla zaručena odezva
pohybující se v určitém předem daném časovém intervalu. To je ta vlastnost,
díky níž o nich lze tvrdit, že jsou rychlé, spolehlivé a "blízko kovu".
Poslední novinky v oblasti embedded systémů ale přicházejí z oblasti více
softwarově orientovaných a funkčně bohatých prostředí aplikací, kde nějaká ta
milisekunda nebo dvě nehrají roli. To je částečně důvodem toho, že se zatím
příliš neuplatnily na trhu telefonů, které jsou méně odolné vůči zpoždění.
Architektury s více procesorovými jádry, s jakou přicházejí RidgeRun a Lineo,
jsou pak pokusem nabídnout to nejlepší z obou světů.
Linuxová společnost Red Hat si také hledá své místo na poli příští generace
telefonů se skutečnými real time operačními systémy. "Anglická společnost 3G
Lab bude používat náš eCos (embedded configurable operating system), aby
vytvořila platformu a vývojové prostředí pro 3G telefony," říká k tomu Michael
Tiemann, CTO Red Hatu.
Podobně, jako se Microsoft snaží proniknout se svým systémem Smart Phone 2002
na trh telefonů, ani linuxové společnosti nehodlají ponechat oblast embedded
systémů pro PDA, kde nepatří k tradičním hráčům, pouze Microsoftu a Palmu.
Zmiňovaná firma Lineo např. přesvědčila společnost Sharp, že Embedix, její
verze embedded Linuxu, by se měl stát mozkem PDA Zaurus, které se má objevit v
prodeji v USA i Evropě v příštím čtvrtletí tohoto roku. I Tiemann rád poukazuje
na přítomnost Linuxu v organizéru Zaurus jako na významný zásah do trhu PDA.
Vůbec mu přitom nevadí, že jde o Linux od konkurenční firmy.
Ačkoliv se očekává, že přísliby přenositelnosti aplikací přispějí k tomu, aby
se handheldy ve větším měřítku rozšířily i jako platforma pro podnikové
aplikace, uživatelé očekávají, že většina takových zařízení zůstane poplatná
svému současnému osudu. "Je jasné, že ve společnosti, jako je naše, nemůže
jediné bezdrátové zařízení nebo mobil uspokojit naše byznysové potřeby," říká
Bibb z firmy Shell.

Embedded vývoj
Microsoft i Palm se dnes snaží navnadit vývojáře, aby vytvářeli aplikace všech
druhů pro PDA i jiná zařízení postavená na jejich operačních systémech.
Společnost Sun se současně snaží přilákat javové vývojáře do embedded světa s
Java 2 Micro Edition.
Palm nedávno přišel s vývojovým programem, který označuje jako Advantage Level.
Výhody tohoto programu zahrnují např. telefonickou podporu Palmu, pravidelné
čtvrtletní updaty nástrojů, prostředky a vývojové technologie poskytované na CD
či marketingovou podporu pro vývojáře. Palm věří, že jeho výhodou před
Microsoftem je jediný a univerzální operační systém.
"Micorsoft nabízí operační systém Pocket PC, který však v rámci PDA tvoří spíše
okrajový trh, protože se pohybuje ve vysokých cenových relacích," tvrdí Gina
Clarková, viceprezidentka marketingu společnosti Palm. "Pak je zde Windows CE,
který se objevuje v set-top boxech. Nyní to vypadá, že přibude embedded verze
Windows XP a Stinger (resp. Smart Phone 2002). V takové situaci ale vývojář
nemůže napsat jedinou aplikaci a tu provozovat na všech druzích zařízení
využívajících platformu Microsoftu."
Aubrey Edwards z Microsoftu k tomu říká, že společnost už se tímto problémem
zabývá: "Skutečně jsme už začali dávat oblasti vývoje aplikací pro tyto typy
produktů jednoznačný směr vše je založeno na Visual Studiu .Net. S ním mají
programátoři možnost použít jazyky jako Visual Basic .Net, C++ či C# a zaměřit
se na desktopy, servery nebo embedded zařízení... Vycházíme z toho, že není
nutné vytvářet každou aplikaci pro všechny typy zařízení na druhou stranu
nabízíme možnost pracovat vždy se stejnými vývojovými nástroji."

Všechno je v čipech
Pro hráče v oblasti PDA, jakými jsou Palm nebo Microsoft, způsobil rychlý
pokrok v oblasti procesorů drama na samotném trhu embedded operačních systémů.
Rostoucí výkonový potenciál hardwaru vnáší zcela nové možnosti do oblasti
mobilních aplikací. Velkou hnací silou pro rychlý vývoj trhu je i poskytování
licencí na embedded systémy pro široké spektrum hardwarových platforem.
Paleta dostupných procesorových platforem zahrnuje čipy MIPs společností
Hitachi a NEC, embedded procesory DragonBall firmy Motorola a čipy Omap od
společnosti Texas Instruments založené taktéž na architektuře ARM (advanced
RISC chips). Opomenout nelze ani StrongARM firmy Intel, což je Intelem
upgradovaná verze procesorů vyhovujících specifikaci ARM.
Například Palm uvedl do života program OS Ready pro podporu kompatibility svého
Palm OS s různými hardwarovými platformami založenými na technologii ARM snaží
se tak prosadit svůj operační sytém i do zařízení s jinými čipy než MIPs.
Jak Palm, tak i Microsoft netrpělivě očekávají příchod nových procesorů Intelu,
označovaných jako X-Scale ty představují novou generaci procesorů StrongARM.
Měly by se stát platformou poskytující vyšší výkon, a umožnit tak bohatší
funkční možnosti embedded operačních systémů samotných i větší prostor pro
vývojáře aplikací (např. v oblasti rozpoznávání řeči, bezpečnosti, bezdrátové
komunikace atd.).
Čipy X-Scale, které pravděpodobně ponesou název StrongARM 2 a jsou očekávány
ještě v průběhu letošního roku, budou při svém uvedení na trh taktovány
přibližně na 450 MHz. Podle údajů výrobce se ale předpokládá, že by měly
dokonce brzy překročit taktovací frekvenci 1 GHz. Pak zřejmě nebude těžké
uvěřit tvrzení odborníků, že tato generace postavená na architektuře procesorů
StrongARM představuje potenciál pro posunutí úrovně výkonu vestavěných
operačních systémů do zcela jiných dimenzí.
Konkrétní doba uvedení nového procesoru Intelu na trh je zatím zahalena
tajemstvím, avšak už nedávno realizované demonstrace jádra čipu X-Scale
prozradily, že bude schopen pracovat až na proklamované frekvenci 1 GHz při
velmi malé spotřebě. Intel očekává, že barevné obrazovky, hlasový vstup či
zpracování dat budou vyžadovat podstatně vyšší výkon, než dokáží poskytnout
dnes používané embedded procesory.
Několik předních výrobců PDA, mezi nimi např. Compaq Computer, Hewlett-Packard,
Casio Computer, NEC a Toshiba, hodlají X-Scale využívat ve spojení s nedávno
uvedeným operačním systémem Pocket PC 2002, který náleží do rodiny operačních
systémů Windows CE firmy Microsoft. Předpokládá se, že rovněž Palm bude X-Scale
podporovat a snažit se s uvedenými konkurenty soupeřit, a to z hlediska ceny i
tržního podílu.









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.