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[23920] 2015-05-24_宇宙开发产业的Linux

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2015-05-24_宇宙开发产业的Linux 宇 宙 开 发 产 业 的   L i n u x L i n u x 中 国   2 0 1 5 - 0 5 - 2 4 地 球 的 资 源 终 会 有 耗 尽 的 一 天 ， 为 此 各 国 都 有 投 入 资 源 开 发 太 空 科 技 。 方 向 之 一 是 活 用 L i n u x 等 开 源 软 件 ， 将 资 源 作 最 有 效 运 用 。 在 宇 宙 开 发 产 业 中 ， L i n u x 扮 演 什 么 角 色 ？ 转 用 L i n u x 的 理 由 不 外 乎 成 本 和 安 全 。 以 国 际 太 空 站 ( I S S ) 为 例 ， 2 0 1 3 年 5 月 负 责 管 理 I S S 的 U n i t e d   S p a c e   A l l i a n c e ( U S A ) ， 就 披 露 I S S 曾 经 感 染 病 毒 ， 因 此 将 系 统 都 更 换 为 L i n u x 。 2 0 1 4 年 1 月 ， 日 本 宇 宙 航 空 研 究 开 发 机 构 J A X A ， 就 宣 布 将 美 日 合 作 的 太 阳 观 测 卫 星 “ 日 出 ” ( S O L A R - B ) ， 以 及 磁 气 圏 尾 部 观 测 卫 星 G E O T A I L 的 卫 星 管 制 功 能 ， 转 移 至 L i n u x 平 台 上 ， 借 此 加 强 系 统 的 灵 活 性 和 稳 定 性 。 但 这 是 否 意 味 着 L i n u x 能 在 任 何 场 景 下 使 用 呢 ？ 当 然 不 是 。 例 如 美 国 的 航 天 飞 行 器 ， 采 用 的 操 作 系 统 是 W i n d   R i v e r 公 司 开 发 的 V x W o r k s   6 5 3 ， 这 也 是 中 国 航 天 飞 行 器 系 统 S p a c e O S 的 主 要 模 仿 对 象 。 这 些 系 统 并 没 有 使 用 L i n u x ， 原 因 是 航 天 飞 行 器 的 记 忆 体 和 C P U 都 非 常 的 阳 春 。 阳 春 到 什 么 程 度 呢 ？ 以 中 国 天 宫 一 号 为 例 ， 其 C P U 速 度 是 1 0 M H z ， 记 忆 体 只 有 2 M B ， 这 种 配 置 跑 L i n u x 比 较 费 劲 ， 虽 然 也 并 非 不 可 能 ， 但 如 果 要 裁 剪 L i n u x 核 心 才 能 用 ， 就 实 在 太 麻 烦 了 。 为 什 么 航 天 飞 行 器 的 电 脑 配 置 都 这 么 差 ？ 因 为 太 空 辐 射 、 极 端 温 度 等 原 因 ， 系 统 首 先 要 求 的 是 可 靠 性 ， 必 须 在 高 温 摄 氏 1 0 0 多 度 、 低 温 摄 氏 零 下 1 0 0 多 度 下 也 可 正 常 运 作 。 换 了 是 一 般 家 用 电 脑 在 这 种 温 度 下 早 就 挂 了 ， 所 以 为 了 对 应 这 个 极 端 环 境 ， 主 要 的 硬 体 都 被 设 计 成 很 耐 用 的 状 态 ， 令 “ 电 脑 的 速 度 ” 从 来 都 不 是 一 个 重 要 的 指 标 。 另 外 太 空 辐 射 会 造 成 位 元 翻 转 ， 频 率 越 高 越 容 易 被 干 扰 ， 所 以 低 频 的 设 计 是 主 流 。 而 L i n u x 的 “ 缺 点 ” ， 就 是 它 不 是 一 个 真 正 的 实 时 操 作 系 统 。 实 时 操 作 系 统 ( R T O S ) 有 一 系 列 严 格 的 定 义 ， 包 括 严 格 按 照 任 务 优 先 级 别 执 行 ， 快 速 的 中 断 回 应 等 等 ， 都 有 非 常 严 格 的 控 制 。 “ 实 时 ” 简 单 的 说 ， 就 是 运 行 一 个 程 序 功 能 ， 像 是 进 程 切 换 的 时 间 ， 是 精 确 而 且 可 估 计 的 。 操 作 系 统 必 须 能 及 时 处 理 外 界 中 断 、 通 讯 等 任 务 。 如 果 不 能 及 时 回 应 导 致 数 据 丢 失 ， 对 于 一 般 系 统 而 言 可 能 问 题 不 大 ， 但 对 航 天 飞 行 器 来 说 ， 严 重 的 话 甚 至 有 可 能 造 成 人 命 伤 亡 。 家 用 系 统 多 数 情 况 下 ， 要 求 的 是 系 统 的 “ 均 衡 运 行 ” 。 例 如 你 可 以 同 时 玩 游 戏 、 上 网 和 听 音 乐 ， 但 实 时 系 统 却 是 “ 重 要 任 务 先 执 行 ， 不 重 要 的 任 务 往 后 放 ” ， 设 计 理 念 是 不 一 样 的 。 L i n u x 的 进 程 切 换 需 要 在 核 心 进 行 ， 用 户 状 态 和 核 心 状 态 的 切 换 ， 会 耗 费 很 多 时 间 。 有 人 会 说 L i n u x 不 是 有 个 实 时 系 统 叫 R T - L i n u x 吗 ？ 这 个 说 得 简 单 一 点 ， 就 是 底 下 是 一 层 R T O S ， 上 面 是   L i n u x   。 这 种   L i n u x   复 杂 度 太 高 ， 也 不 能 裁 剪 得 太 小 。
例 如 嵌 入 式 领 域 很 流 行 的 操 作 系 统 µ C / O S - I I ， 总 共 只 有 两 三 千 行 程 序 码 ， 但 是 已 经 通 过 美 国 的 行 业 认 证 ， 可 以 用 在 商 业 飞 行 器 上 ， 证 明 了 其 高 效 稳 定 性 。 这 么 小 的 系 统 ， 需 要 的 是 精 确 可 靠 。 操 作 系 统 需 要 考 虑 的 设 计 细 节 非 常 多 ， 一 旦 定 型 修 改 又 非 常 麻 烦 ， 而 且 需 要 大 量 的 测 试 ， 以 N A S A 为 例 ， 每 个 新 开 发 的 功 能 要 进 行 几 十 个 甚 至 上 百 个 的 测 试 。 有 人 说 S p a c e X 不 是 也 有 用 L i n u x 吗 ？ 是 的 。 但 其 飞 行 器 上 使 用 的 ， 却 是 V x W o r k s 系 统 。 事 实 上 中 国 的 国 防 军 工 行 业 的 自 动 化 控 制 部 分 ， 也 是 V x W o r k s 的 天 下 。 虽 然 号 称 自 主 知 识 产 权 ， 但 实 际 上 仍 然 以 美 制 系 统 为 主 流 。 中 国 能 不 能 写 出 自 己 的 通 用 操 作 系 统 呢 ？ 我 觉 得 是 可 以 的 ， 只 是 在 这 个 操 作 系 统 之 上 的 应 用 软 件 一 定 不 够 多 ， 最 后 没 人 会 去 用 。 因 此 目 前 中 国 团 队 做 的 操 作 系 统 ， 一 般 的 目 的 都 不 是 跟 微 软 竞 争 ， 而 是 满 足 一 些 特 殊 需 要 。 在 基 础 领 域 很 多 项 目 没 法 做 ， 是 因 为 涉 及 专 利 ， 基 础 理 论 专 利 在 人 家 手 里 。 龙 芯 研 发 负 责 人 胡 伟 武 说 过 ， 技 术 问 题 其 实 不 难 解 决 ， 只 要 有 钱 ， 大 可 去 I n t e l 和 A M D 挖 角 。 但 如 果 开 发 软 件 等 配 套 服 务 跟 不 上 ， 也 是 没 用 的 。 中 国 错 过 了 电 脑 基 础 理 论 发 展 的 黄 金 阶 段 ， 我 们 现 在 看 到 的 ， 实 际 是 几 十 年 前 埋 下 的 苦 果 。 开 源 技 术 可 以 是 合 法 地 发 展 自 家 科 技 的 契 机 ， 关 键 只 在 乎 我 们 是 否 愿 意 掌 握 。 来 源 ： h t t p : / / l i n u x p i l o t . c o m / s p a c e - l i n u x 阅 读 原 文
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