在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中人們總會(huì)提及一個(gè)問題：“開源軟件與商用軟件，哪個(gè)更符合我們的應(yīng)用呢？”

關(guān)于開源代碼和商用代碼的討論總是能激起極客們的熱情。這個(gè)討論就等同于在硬件方面人們討論哪種電容是音頻電路的理想選擇。大多數(shù)人都不希望使用的東西需要軟件許可，所以開源和商用的區(qū)別在很多技術(shù)領(lǐng)域引起了哲學(xué)性的討論。

當(dāng)把一個(gè)嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)入市場時(shí)，開源與商用哪種模式更好呢？有時(shí)候你別無選擇。

1源代碼101

企業(yè)出于掌握自己命運(yùn)及未來潛在成本的考慮，會(huì)在源代碼上下很多功夫。那么，什么是源代碼呢？源代碼是指揮處理器進(jìn)行工作的人類可讀指令。只有源代碼，計(jì)算機(jī)什么都做不了。它必須編譯為計(jì)算機(jī)可識別的二進(jìn)制代碼。如果你有源代碼，你就可以對它進(jìn)行修改和再編譯，并創(chuàng)造一個(gè)符合你的獨(dú)特需求的應(yīng)用程序。你也可以通過查看源代碼來保證程序沒有漏洞或后門程序。操作系統(tǒng)也可以開源從而透明化，在更深層次上控制處理器以提供中斷處理、周邊管理等等。

2操作系統(tǒng)和編譯器

使用開源軟件，你可以不受他方限制的應(yīng)用你的產(chǎn)品（無論是開源操作系統(tǒng)，程序或者軟件開發(fā)工具）。如果有必要，你可以自己進(jìn)行開發(fā)?；趯＠纳逃孟到y(tǒng)，如果沒有經(jīng)過你個(gè)人改進(jìn)，那只會(huì)在被淘汰后才有可能開放使用。例如，一個(gè)操作系統(tǒng)（OS）需要在其他的公司購買和維護(hù)才能在你的中斷設(shè)備上使用，但是那個(gè)公司如果被你的競爭對手收購呢？他們會(huì)放棄對于新技術(shù)的更新和漏洞修復(fù)。更嚴(yán)重地，如果沒有合同保護(hù)，你可能會(huì)被要求立即停止使用軟件。

另一方面，如果你使用開源的編譯器和操作系統(tǒng)，你需要知道你正在做什么；在嵌入式系統(tǒng)中開源的很少有成套工具。你還需要對開源維護(hù)社區(qū)能對你的產(chǎn)品進(jìn)入市場的急切需求所能做的事情有一個(gè)合理的預(yù)估，因?yàn)殚_源軟件使用新技術(shù)的進(jìn)程相對比較緩慢。你可以自己解決自己的需求，同時(shí)也為開源社區(qū)做出貢獻(xiàn)，即使這樣，接受為正式庫的進(jìn)程也不一定如你期望。當(dāng)然，你也可以不把你的改進(jìn)貢獻(xiàn)給社區(qū)，這完全合法，不過無論你認(rèn)為它有多好，除了你自己，沒有人會(huì)幫助你維護(hù)它。

這里提一下開源硬件（OSHW）。開源硬件是“類開源”，它會(huì)提供原理圖的源文件。但這種開放性無法延伸到片上系統(tǒng)（SoC），處理器或電路板上的支持新片。開源硬件也可以使用商用開發(fā)工具，這取決于處理器。然而，“開源”的概念已經(jīng)擴(kuò)展?jié)B入到各個(gè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，并不局限于電子產(chǎn)品。“開放”通常指公開分享信息，以便其他人對設(shè)計(jì)（無論是實(shí)體產(chǎn)品，軟件，教育或想法）進(jìn)行重現(xiàn)。事實(shí)上，一場開源的運(yùn)動(dòng)正在進(jìn)行之中，很多人認(rèn)為它受與1991年底出現(xiàn)的Linux系統(tǒng)的啟發(fā)。

3優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)及誤解

凡事都有兩面性，開源與商用軟件受到了同樣的誤解。開源的最復(fù)雜問題是大量的許可證，即使最精明的技術(shù)員也可能被搞暈。為了達(dá)到本文的目的，我們使用開源代碼促進(jìn)會(huì)對開源的定義——開源軟件是可以被任何人隨意使用、修改和分享的軟件。開源軟件由很多人開發(fā)，并在擁有遵守開源定義（原網(wǎng)頁鏈接）的許可證的條件下發(fā)布。

應(yīng)用最多的開源許可證包括Creative Commons（知識共享組織）許可、Apache許可，BSD（加州大學(xué)伯克利分校軟件）許可，GNU通用公共許可，麻省理工許可和Mozilla公共許可。想要得到完整清單，可以點(diǎn)擊這里（原網(wǎng)頁鏈接）。開源許可多種多樣，但是一個(gè)典型的許可證可以保證你在一個(gè)開源項(xiàng)目中建立和擴(kuò)展，那些在你工作基礎(chǔ)上繼續(xù)開發(fā)的人必須在同一個(gè)許可下寫入他們的代碼。這樣可以避免別人在你的辛苦工作上獲利，至少很難做到。

根本上來講，開源軟件是對云端集體智慧的獲取和分享。很多大的不兼容開源項(xiàng)目由一小幫志愿者進(jìn)行開發(fā)、調(diào)試及整理源代碼。而有些項(xiàng)目會(huì)聚集數(shù)量龐大的社區(qū)，使得開發(fā)者可以向終端使用者索取適當(dāng)?shù)馁Y金。開源項(xiàng)目中用戶與開發(fā)人員相互協(xié)作的屬性使其可以吸引新用戶和程序員。對于獨(dú)立開發(fā)者來說，參與開源項(xiàng)目是一項(xiàng)很重要的能力體現(xiàn)。有些人參與其中是為了從他人那里學(xué)到知識，不管通過何種學(xué)習(xí)模式你都需要有謙卑的態(tài)度和心里承受能力，畢竟開源是開放的（別人都可以看到你的不足）。你的代碼可能會(huì)被別人挑出來，批評或表揚(yáng)（有時(shí)來自同一個(gè)人）。社區(qū)中所有被貢獻(xiàn)的代碼里只有最好的會(huì)被加入到維護(hù)版本中，以讓大家對程序員的技術(shù)進(jìn)行查看及評論。

相反地，如果使用商用軟件，經(jīng)營者通過對他們的代碼實(shí)施版權(quán)限制以給保留更多的合法權(quán)益。商用軟件就是典型的“閉源”，即使你購買了應(yīng)用程序，也無法訪問源代碼。通常在“用戶許可協(xié)議”（EULA）或其他法律性文件中列出了完整的限制條例。這些協(xié)議規(guī)定了用戶使用程序時(shí)可以及不能做的事情。這是為了限制對程序進(jìn)行修改、分享、再分布以及反向工程操作的行為。總而言之，商用軟件是一種知識產(chǎn)權(quán)。比如說，你發(fā)明了一種獨(dú)特的算法，該算法成為了你的產(chǎn)品中的“秘方”，對它進(jìn)行商用許可限制則是一種明智的行為。反過來講，如果你的軟件是眾多解決辦法之一，那么對你的代碼進(jìn)行開源會(huì)使你的想法被更多人承認(rèn)，至少是贊譽(yù)。

有一點(diǎn)必須要澄清的是開源并不意味著免費(fèi)，商用也不意味著必須花錢才能使用。另外，認(rèn)為開源是業(yè)余人員的項(xiàng)目，專業(yè)開發(fā)人員只做商用軟件的想法也是錯(cuò)誤的。然而，然而，當(dāng)你選擇了一個(gè)商用軟件平臺，必須先搞清楚它許可證中的費(fèi)用收取架構(gòu)，以免當(dāng)你使用軟件時(shí)被它的使用費(fèi)用嚇到。另外還要交付“版稅”，以供開發(fā)人員對他們的程序代碼進(jìn)行優(yōu)化及調(diào)試。從開發(fā)人員的角度來看，這意味著商用軟件開發(fā)商可以給他們提供準(zhǔn)時(shí)而長久的資金支持（有些情況下，維護(hù)和支持費(fèi)用的協(xié)議是以年費(fèi)來記得）。

因?yàn)樯逃煤凸I(yè)嵌入式系統(tǒng)需要使用幾年到幾十年，所以來自開發(fā)商長久的支持至關(guān)重要。從這方面來說，開源軟件不如商用軟件那么可靠。如果一個(gè)關(guān)鍵開發(fā)人員決定退出一個(gè)項(xiàng)目而沒有人能夠頂替他的工作，則這個(gè)應(yīng)用會(huì)很快失去競爭力，就像現(xiàn)在沒有那個(gè)基礎(chǔ)技術(shù)能像USB 3.1一樣更新。但是至少你已經(jīng)獲得了源代碼，如果你有足夠的專業(yè)知識、時(shí)間或金錢雇人替你做，你就可以對代碼進(jìn)行改進(jìn)。對于商業(yè)軟件的代碼，在沒有原創(chuàng)人員同意的情況下獲取源代碼或進(jìn)行改進(jìn)的行為是違法的。

還有更復(fù)雜的情況，有的軟件中同時(shí)包含開源和商用代碼。例如，蘋果的操作系統(tǒng)OS X就是在開源的UNIX操作系統(tǒng)上建立。然而，窗口化的系統(tǒng)使得OS X人機(jī)交互界面是非開源的。Google的安卓操作系統(tǒng)源代碼被別人模仿改造，并安裝在他們經(jīng)過授權(quán)的手機(jī)中，這種行為是合法的，但他們的代碼不受Google支持和維護(hù)。（這種改造通常造成手機(jī)中軟件臃腫——一些不必要的軟件會(huì)消耗電量和內(nèi)存，也無法刪除。）

圖1：德州儀器最新的開啟面板（開源硬件），使用MSP32處理器，面向筆記本、便攜設(shè)備、智能電網(wǎng)、醫(yī)藥自動(dòng)化與控制市場

4當(dāng)二進(jìn)制遇到金屬：嵌入式系統(tǒng)中的開源和商用軟件

嵌入式電子設(shè)備的世界一直被商用軟件統(tǒng)治，包括像集成開發(fā)環(huán)境（IDE），即時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）以及固件庫等。像Arduino的一些平臺想要改變現(xiàn)狀，但是很多“專業(yè)”平臺仍然在專有許可協(xié)議之下處于封閉狀態(tài)。不僅是開源社區(qū)想要推進(jìn)這種改變，美國國防部以及國家航天局也想促進(jìn)建立開源架構(gòu)使得協(xié)作、數(shù)據(jù)共享以及避免“廠商鎖定”——項(xiàng)目的推進(jìn)被限制在一個(gè)供應(yīng)商中而造成低壽命高成本。

一些已成立的嵌入式平臺開發(fā)公司正在響應(yīng)開發(fā)者們對更多開源解決方案的需求。隨著開源慢慢地滲入到嵌入式系統(tǒng)，其它的公司也開始反思許可費(fèi)用以期望吸引更多的開發(fā)人員。從集成開發(fā)環(huán)境的角度來看，開源的Arduino集成開發(fā)環(huán)境與其它平臺相比非常的簡樸，商用平臺像德州儀器的代碼調(diào)試器，包含很多重要的專業(yè)特性，比如功耗監(jiān)測。德州儀器也支持一個(gè)叫做Energia的開源產(chǎn)品作為其它微處理器的替代品。意法半導(dǎo)體的開放式開發(fā)環(huán)境（STM32OE）中有他們的開源硬件Nucleo 開發(fā)板。德州儀器和意法半導(dǎo)體這樣專注于提供集成電路芯片的芯片制造商，也清楚的認(rèn)識到硅片并不是嵌入式系統(tǒng)的全部。而軟件已經(jīng)觸及到電子設(shè)備的方方面面；即使是集成電路的設(shè)計(jì)者也必須使用向Synopsis、Mentor Graphics以及Cadence等工具軟件開設(shè)計(jì)集成電路版圖。

圖1：開源硬件Nucleo開發(fā)板大約10美元，包括免費(fèi)的mbed.org工具軟件，也可以支持KEIL工具。STM32與大多數(shù)Arduino兼容。

5開源：不再單指軟件

硬件也在進(jìn)行開源化改革。可想而知，關(guān)于硬件開源的討論會(huì)更復(fù)雜。軟件的軟代碼一但寫出來很快就可以得到版權(quán)保護(hù)。另外，源代碼中不存在有形資產(chǎn)呢。在硬件的世界中便是另一幅景象。CAD設(shè)計(jì)文件和3D打印機(jī)的STL文件最終可以轉(zhuǎn)化為實(shí)物產(chǎn)品。那么版權(quán)是僅對設(shè)計(jì)文件有效，還是對最終生產(chǎn)的有形產(chǎn)品都有效呢？雖然傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為版權(quán)對實(shí)物不產(chǎn)生作用，這種未知領(lǐng)域還沒有經(jīng)過測試?，F(xiàn)在已經(jīng)有了開源硬件專用的許可，使用最廣泛的是CERN開源硬件許可和TAPR開源硬件許可。

6概要

出于對嵌入式開發(fā)領(lǐng)域的尊重，使用開源或商用軟件通常取決于所選用的硬件。如果微控制器或現(xiàn)場可編程門陣列所在的項(xiàng)目說明書只來自一家供應(yīng)商，而且供應(yīng)商把他們的代碼封鎖起來，那么你就沒有機(jī)會(huì)獲得它們。你或許可以爭取獲得更多數(shù)據(jù)，但也要付出額外的開銷。也就是說，隨著硬件越來越商品化，多個(gè)廠家可以提供類似的解決方案，需要更多的軟件許可的廠家可能會(huì)影響到整體的市場供給平衡并產(chǎn)生分化。因此可以推測，隨著產(chǎn)品的商業(yè)化，更多的供應(yīng)商會(huì)在軟件方面提供更多的選擇。集成開發(fā)環(huán)境、（即時(shí)）操作系統(tǒng)和固件庫的許可架構(gòu)或許會(huì)影響到開發(fā)人員的選擇。無疑，在越來越多的社區(qū)、貢獻(xiàn)者的推動(dòng)下，在法律的完善和秩序的確立下，開源許可的商業(yè)模式和商品正在漸漸成為主流。