物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目需要可靠的基礎(chǔ)設(shè)施，以保持您的設(shè)備連接、安全，理想情況下還可以永久訪問無線固件更新，以支持持續(xù)的維護(hù)和功能開發(fā)——所有這些都可以在您從幾個(gè)原型擴(kuò)展到可能數(shù)十萬個(gè)單元時(shí)完成。

然而，建立和維護(hù)這種基礎(chǔ)設(shè)施是困難的！特別是如果您的專業(yè)領(lǐng)域不是連接和通信，而是嵌入式系統(tǒng)。隨著公司向物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)尋求幫助，他們面臨著一個(gè)難題：外包所需物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)營(yíng)有望縮短上市時(shí)間，但代價(jià)高昂的是將自己鎖定在整個(gè)供應(yīng)商和工具生態(tài)系統(tǒng)中，或者至少鎖定在操作系統(tǒng)和編程語(yǔ)言的任務(wù)中。

您的嵌入式軟件工程團(tuán)隊(duì)可能會(huì)告訴您，在物聯(lián)網(wǎng)軟件架構(gòu)方面，您做出的最重要的決定是圍繞操作系統(tǒng)和編程語(yǔ)言做出的選擇，以編寫設(shè)備端應(yīng)用程序。這種選擇可能會(huì)影響您需要的團(tuán)隊(duì)的規(guī)模和經(jīng)驗(yàn)、您必須編寫的新代碼的數(shù)量、雇用新工程師的難易程度，最重要的是，交付項(xiàng)目或產(chǎn)品所需的時(shí)間。從歷史上看，這個(gè)決定一直是一個(gè)重大決定，因?yàn)橐坏┠阕龀隽诉@個(gè)決定，你基本上就會(huì)永遠(yuǎn)堅(jiān)持下去——或者至少在未來改變這個(gè)決定是非常困難的。

除了操作系統(tǒng)和語(yǔ)言之外，您可能還需要考慮第三方代碼進(jìn)行集成，或者您可能已經(jīng)為想要重用的傳感器等內(nèi)容預(yù)先存在代碼和驅(qū)動(dòng)程序。您確實(shí)希望能夠選擇您的開發(fā)環(huán)境，而不是將其強(qiáng)加給您。

在本文中，我們將探討一種新的、開放的物聯(lián)網(wǎng)軟件架構(gòu)方法的好處，稱為基于微管理程序的方法。我們將討論為什么自由地以自己的方式編寫代碼如此有價(jià)值，以及為什么能夠進(jìn)一步改變方法的靈活性會(huì)為您的產(chǎn)品帶來重大好處，并最終為您的團(tuán)隊(duì)取得成功帶來重大好處。

面向未來的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的重要性

可以公平地說，沒有人愿意最終成為維護(hù)舊產(chǎn)品的團(tuán)隊(duì)，不斷耗盡資源（例如閃存和RAM），永遠(yuǎn)優(yōu)化代碼以使其適合，反復(fù)不得不將補(bǔ)丁移植回舊產(chǎn)品，而新產(chǎn)品在更現(xiàn)代的操作系統(tǒng)上并獲得所有新功能。

有時(shí)，您甚至可能最終被迫做出錯(cuò)誤的選擇來妥協(xié)新產(chǎn)品 - “讓我們使用與舊產(chǎn)品相同的操作系統(tǒng)和代碼”以使其保持一致，即使您知道這不是正確的選擇。

作為圍繞要使用的體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)和編程語(yǔ)言決策的一部分，您真的希望確保為“未來的你”提供最大的成功機(jī)會(huì)。這通常意味著在做出設(shè)計(jì)決策時(shí)，不會(huì)把你逼到墻角，也不會(huì)讓你在以后留下大量的技術(shù)債務(wù)。你可能會(huì)覺得你需要一個(gè)水晶球來計(jì)算未知的未知，你必須在不完全知道未來的情況下這樣做：

你會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)不可預(yù)見的問題，迫使你改變你的計(jì)劃嗎？

是否會(huì)有具有更多要求的下一個(gè)產(chǎn)品版本？

定義 V2 產(chǎn)品時(shí)是否需要支持不同的硬件體系結(jié)構(gòu)？

因此，鑒于操作系統(tǒng)和編程語(yǔ)言的選擇是一個(gè)很大的選擇，您可以做些什么來為未來提供最廣泛的選擇，并使您的設(shè)備最適合未來并保護(hù)您的軟件團(tuán)隊(duì)？

如果您能更輕松地做出此選擇，那不是很好嗎？如果您今天可以選擇一種設(shè)備端方法，讓您能夠根據(jù)當(dāng)前擁有的信息自由地快速、立即地進(jìn)行創(chuàng)新。也許使您能夠盡快推出最小可行產(chǎn)品 （MVP） 或 V1 產(chǎn)品，在此過程中以最有效和最敏捷的方式進(jìn)行開發(fā)。

如果您能夠構(gòu)建在 V1 產(chǎn)品中進(jìn)一步改變方向的能力，確保您永遠(yuǎn)不會(huì)面臨舊產(chǎn)品運(yùn)行與新產(chǎn)品不同的環(huán)境的情況，那不是更好嗎？

這種完全的靈活性和控制力就是我所說的“開放方法”，讓您的物聯(lián)網(wǎng)軟件架構(gòu)面向未來，在邊緣運(yùn)行。

以 RUST 作為首選的嵌入式編程語(yǔ)言的出現(xiàn)為例。您今天可能還沒有準(zhǔn)備好在邊緣設(shè)備上采用 RUST 環(huán)境，但您非常確定，很快，您可能會(huì)想要這樣做。借助邊緣設(shè)備上的開放式架構(gòu)，您可以選擇在像 FreeRTOS 這樣的東西上構(gòu)建用 C 編寫的應(yīng)用程序，因?yàn)槟缹砜梢暂p松地將其切換為基于 RUST 的應(yīng)用程序。您現(xiàn)在可以為您的設(shè)備構(gòu)建“與時(shí)俱進(jìn)”的功能。

最終，能夠在時(shí)機(jī)成熟時(shí)改變您的方法將帶來更好的整體團(tuán)隊(duì)和設(shè)備性能，以及更敏捷和高效的開發(fā)過程。這反過來將有助于顯著降低傳統(tǒng)產(chǎn)品的維護(hù)成本，并縮短上市時(shí)間。這也意味著您可以立即進(jìn)行優(yōu)化，而無需過多地為未來而煩惱 - 無論是在開發(fā)應(yīng)用程序時(shí)優(yōu)化代碼的功能、性能、可靠性還是安全性。今天好的東西不會(huì)永遠(yuǎn)好。

微管理程序架構(gòu)如何實(shí)現(xiàn)自由選擇

如果您已經(jīng)閱讀了本系列的前幾篇文章，您就會(huì)知道微監(jiān)控程序是一種物聯(lián)網(wǎng)方法，它利用微控制器的虛擬機(jī)管理程序，在互聯(lián)網(wǎng)連接的設(shè)備上實(shí)現(xiàn)可靠和安全的遠(yuǎn)程操作，例如故障安全的無線固件更新和安全的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程調(diào)試。它通過利用微控制器內(nèi)的硬件分離（例如意法半導(dǎo)體的STM32U585）在啟動(dòng)時(shí)將其分為兩個(gè)部分來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，例如利用Arm? Trustzone?。

此微管理程序不僅分離了設(shè)備的安全組件（通常是 TrustZone 傳統(tǒng)上可能用于的組件），還分離了連接組件，這意味著您的設(shè)備在線和保持在線所需的一切都是微管理程序本身的屬性。

微管理程序架構(gòu)中的這種拆分意味著，現(xiàn)在只需在您的設(shè)備上使用基于微管理程序的方法，就可以滿足軟件團(tuán)隊(duì)的未來需求和產(chǎn)品軟件架構(gòu)的挑戰(zhàn)，因?yàn)檫@種方法本質(zhì)上分離了設(shè)備端代碼架構(gòu)決策的持久性，以防止供應(yīng)商或架構(gòu)鎖定。

在基于微管理程序的架構(gòu)中，對(duì)嵌入式開發(fā)中使用的操作系統(tǒng)或編程語(yǔ)言沒有任何限制。只要您要使用的操作系統(tǒng)或環(huán)境可以在您的MCU上運(yùn)行（在Twilio微監(jiān)控器的情況下，最初是STM32U585），那么您就可以將其部署在微管理程序世界中。這適用于嵌入式開發(fā)中的任何方法，無論是自定義裸機(jī)方法，還是構(gòu)建在“現(xiàn)成”操作系統(tǒng)（例如 FreeRTOS 或 Azure RTOS）之上。

與傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的方法相比，這種自由和靈活性是新的。很少有完全自由選擇使用什么操作系統(tǒng)和編程語(yǔ)言的情況。使用微管理程序方法，應(yīng)用程序開發(fā)人員和固件工程師不會(huì)被鎖定在任何特定的軟件平臺(tái)中。開發(fā)人員可以選擇最適合他們的工具，而不是被迫使用特定的平臺(tái)方法，因?yàn)樗俏ㄒ皇苤С值姆椒ā?/p>

在創(chuàng)建面向未來的物聯(lián)網(wǎng)解決方案時(shí)，缺乏平臺(tái)“鎖定”可能是最大的幫助。即使在最壞的情況下，您的提供商之一可能會(huì)倒閉，使用基于微監(jiān)控程序的方法編寫代碼的事實(shí)意味著開發(fā)人員不會(huì)在特定于平臺(tái)的工作上浪費(fèi)任何時(shí)間。您可以輕松地將代碼移植到另一個(gè)操作系統(tǒng)或環(huán)境，而不會(huì)有太多麻煩，使用微管理程序FOTA功能將此“全新映像”推送到現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)有設(shè)備，最終用戶甚至不需要知道潛在的災(zāi)難已被避免。

但可以說，最大的好處是，這確實(shí)有助于確保您的物聯(lián)網(wǎng)解決方案隨著時(shí)間的推移保持適應(yīng)性和面向未來，即使技術(shù)和市場(chǎng)條件發(fā)生變化也是如此。

如何了解有關(guān) Twilio Microvisor 的更多信息？

微管理程序提供了一種強(qiáng)大而靈活的物聯(lián)網(wǎng)方法，使開發(fā)人員能夠構(gòu)建安全、可靠和高效的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序。通過利用硬件分離，微管理程序可以為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供額外的安全層，同時(shí)支持遠(yuǎn)程調(diào)試、OTA 固件更新，并且至關(guān)重要的是支持具有本機(jī)代碼執(zhí)行的多個(gè)操作系統(tǒng)和多種編程語(yǔ)言。憑借其眾多優(yōu)勢(shì)和優(yōu)勢(shì)，微管理程序有望在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開發(fā)和部署中發(fā)揮越來越重要的作用。

審核編輯：郭婷