Wind River Studio：一鍵擁有七大“能力拼圖” 通往未來(lái)智能世界

（馬秋月/文）如今，Wind River Studio已經(jīng)集齊了七大“能力拼圖”，正在為企業(yè)鋪就通往未來(lái)智能世界的道路。

早在2021年風(fēng)河就發(fā)布了Wind River Studio，它是一個(gè)云原生平臺(tái)，用于關(guān)鍵任務(wù)智能系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、部署、運(yùn)作和服務(wù)，能夠滿(mǎn)足信息安全性、功能安全性和可靠性等方面特別嚴(yán)苛的要求。

遠(yuǎn)端邊緣云：提供完整的云原生基礎(chǔ)設(shè)施軟件棧

眾所周知，遠(yuǎn)端邊緣云功能對(duì)于支持未來(lái)的應(yīng)用場(chǎng)景至關(guān)重要。隨著低延遲和高可靠性連接的嚴(yán)苛要求日益普及，越來(lái)越多的計(jì)算和存儲(chǔ)能力被推向遠(yuǎn)端邊緣云。

據(jù)了解，90%的技術(shù)領(lǐng)先者表示，他們將加快采用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)、自動(dòng)駕駛自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)、數(shù)字孿生等技術(shù)，以期訪問(wèn)高度可靠、超低延遲的智能云。與此同時(shí)，隨著5G逐漸普及和應(yīng)用，對(duì)超低延遲和高帶寬連接的需求也在增加。特別是即將到來(lái)的6G將擴(kuò)展5G的功能，尤其是增強(qiáng)可擴(kuò)展性和動(dòng)態(tài)訪問(wèn)不同的連接類(lèi)型，其速度要比5G快100倍，而延遲率要低5倍。

為此，Studio通過(guò)生產(chǎn)級(jí)分布式Kubernetes云平臺(tái)提供分布式邊緣云功能，以便管理邊緣云基礎(chǔ)設(shè)施，而Kubernetes云平臺(tái)是Studio提供的基于Kubernetes的云基礎(chǔ)設(shè)施堆棧。

另外，Studio的分布式邊緣云功能始于StarlingX全面的開(kāi)源分布式云基礎(chǔ)設(shè)施，通過(guò)添加Day 1和Day 2功能，并集成分析和自動(dòng)化功能，匯集了一流的開(kāi)源技術(shù)，提供了有效部署和管理分布式網(wǎng)絡(luò)所需的功能，以此來(lái)助力運(yùn)營(yíng)商輕松、經(jīng)濟(jì)高效地部署和運(yùn)營(yíng)遠(yuǎn)端邊緣云。

CI/CD：以現(xiàn)代軟件開(kāi)發(fā)的最佳實(shí)踐支持要求嚴(yán)苛的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)

先來(lái)說(shuō)說(shuō)什么是CI/CD，它稱(chēng)為持續(xù)集成和持續(xù)部署，是一種通過(guò)自動(dòng)化更快、更頻繁地交付應(yīng)用程序的軟件開(kāi)發(fā)方法。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，大約40%的開(kāi)發(fā)人員花費(fèi)1/4至1/2的時(shí)間用于維護(hù)并不斷將新的技術(shù)集成至他們的工具鏈（GitLab Inc.，2022）。而嵌入式開(kāi)發(fā)要求則加重了這一維護(hù)和集成負(fù)擔(dān)，可能需要必要的專(zhuān)業(yè)仿真軟件、編譯器和調(diào)試器，以便進(jìn)行平臺(tái)開(kāi)發(fā)。但是，許多企業(yè)在開(kāi)發(fā)智能系統(tǒng)過(guò)程中，缺乏了解嵌入式系統(tǒng)和特定行業(yè)功能安全和信息安全標(biāo)準(zhǔn)的高素質(zhì)開(kāi)發(fā)人員，或者缺乏持有特定項(xiàng)目所需安全許可的人員。

CI/CD可以助力開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)擴(kuò)展和加快部署有限的資源。Studio專(zhuān)為開(kāi)發(fā)嵌入式設(shè)備軟件平臺(tái)和應(yīng)用程序而構(gòu)建，包括交叉編譯系統(tǒng)和嵌入式設(shè)備測(cè)試系統(tǒng)，可查看端到端工作流程中的狀態(tài)，以便診斷定制化流水線中的復(fù)雜問(wèn)題。

據(jù)悉，Studio云原生環(huán)境提供了一種獨(dú)特的方式，用戶(hù)可以利用通過(guò)基于云的基礎(chǔ)設(shè)施交付的一套高度集成的工具實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化嵌入式軟件開(kāi)發(fā)。 Studio還提供操作環(huán)境平臺(tái)、新編譯流水線的編寫(xiě)框架，以及利用預(yù)構(gòu)建、自定義的流水線模塊擴(kuò)展現(xiàn)有的開(kāi)發(fā)流水線?？舍槍?duì)平臺(tái)開(kāi)發(fā)人員、應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)人員和測(cè)試人員實(shí)施自定義CI/CD流程。

Safety Artifacts：更快、更經(jīng)濟(jì)高效地滿(mǎn)足認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)

Safety Artifacts就是功能安全性資料。為什么它很重要？

我們知道，航空、汽車(chē)、工控和醫(yī)療等行業(yè)一旦系統(tǒng)或設(shè)備發(fā)生故障，可能會(huì)造成嚴(yán)重的傷害或死亡。為確保功能安全，有必要使用合適的硬件和/或軟件系統(tǒng)，以自動(dòng)防止發(fā)生或可造成人員傷亡的危險(xiǎn)故障，或者在故障發(fā)生時(shí)對(duì)之進(jìn)行控制或制止。

因此，這些行業(yè)都需要功能安全標(biāo)準(zhǔn)，旨在確保關(guān)鍵任務(wù)系統(tǒng)滿(mǎn)足各行各業(yè)的功能安全要求。但是，為證明符合安全標(biāo)準(zhǔn)，可能需要多達(dá)7000萬(wàn)頁(yè)的安全性與合規(guī)性文檔。

Studio的Safety Artifacts能夠提供必要的合規(guī)性文件，以證明遵守各級(jí)行業(yè)安全法規(guī)。目前，風(fēng)河公司在安全認(rèn)證軟件產(chǎn)品領(lǐng)域擁有超過(guò)20年的經(jīng)驗(yàn)，其技術(shù)已成功應(yīng)用于400多個(gè)行業(yè)客戶(hù)的840多個(gè)安全認(rèn)證項(xiàng)目中，其中包括320多個(gè)客戶(hù)的740多個(gè)項(xiàng)目以及120多架航空航天與國(guó)防行業(yè)用飛機(jī)。

值得一提的是，作為云原生開(kāi)發(fā)環(huán)境，Studio能夠縮短構(gòu)建時(shí)間，并部署適用于安全認(rèn)證系統(tǒng)的操作環(huán)境?？梢詮腃OTS或定制認(rèn)證的系統(tǒng)著手，減少系統(tǒng)認(rèn)證過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)。而且，風(fēng)河公司擁有一系列具有安全認(rèn)證依據(jù)的商用現(xiàn)貨（COTS）解決方案，可助力技術(shù)供應(yīng)商更快、更經(jīng)濟(jì)高效地滿(mǎn)足認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，并提供認(rèn)證依據(jù)。

數(shù)字孿生：云原生仿真平臺(tái)助力客戶(hù)構(gòu)建數(shù)字孿生

之所以要采用數(shù)字孿生，是因?yàn)橄乱淮悄芟到y(tǒng)將由各種硬件和軟件組成，或者是由具有不同安全等級(jí)和性能要求的虛擬機(jī)組成的虛擬化系統(tǒng)。此類(lèi)系統(tǒng)具有自主功能，利用AI架構(gòu)，并依托5G網(wǎng)絡(luò)連接公有云、私有云或者混合云。因此必須持續(xù)對(duì)這些服務(wù)進(jìn)行管理，以確保在整個(gè)生命周期內(nèi)提供服務(wù)級(jí)保障。

但是，上述系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜性給開(kāi)發(fā)者們帶來(lái)了特有的挑戰(zhàn)，尤其是對(duì)那些并不一定知曉智能邊緣嵌入式系統(tǒng)的需求和依賴(lài)性的IT或應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)人員。

借助數(shù)字孿生就能夠?qū)?fù)雜問(wèn)題抽象化，同時(shí)將安全關(guān)鍵型和任務(wù)關(guān)鍵型生產(chǎn)系統(tǒng)與開(kāi)發(fā)和測(cè)試活動(dòng)隔離開(kāi)來(lái)。例如：在操作領(lǐng)域，復(fù)雜和相互依存的連接設(shè)備容易間歇地發(fā)生故障甚至可能徹底癱瘓。數(shù)字孿生能夠提供系統(tǒng)級(jí)或組件級(jí)冗余，使IoT系統(tǒng)得以在不到位的情況下持續(xù)運(yùn)行，或識(shí)別與預(yù)期的操作、環(huán)境或歷史參數(shù)的偏差。

當(dāng)然，未采用數(shù)字孿生技術(shù)的企業(yè)往往落后于他們的同行。

Studio的數(shù)字孿生功能使得團(tuán)隊(duì)能夠?qū)⒃O(shè)備軟件部署至高性能云原生仿真平臺(tái)，以便在各開(kāi)發(fā)階段進(jìn)行測(cè)試，小到單元測(cè)試，大至系統(tǒng)級(jí)測(cè)試和調(diào)試。借助該云原生環(huán)境，開(kāi)發(fā)人員可在任何地方訪問(wèn)近乎無(wú)限的資源，以便大規(guī)模實(shí)施仿真技術(shù)。

自動(dòng)化工作流程：節(jié)省維護(hù)時(shí)間 讓工作更高效多產(chǎn)

如今，嵌入式軟件開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)紛紛投身迭代開(kāi)發(fā)和部署實(shí)踐，包括敏捷開(kāi)發(fā)、持續(xù)集成/交付（CI/CD）、和DevSecOps。許多企業(yè)收集商用開(kāi)源工具，并將它們整合到定制的CI/CD工具鏈中。然而，工具鏈的構(gòu)建成本尤其是維護(hù)成本，往往卻被低估。

統(tǒng)計(jì)顯示：11%的軟件開(kāi)發(fā)人員和DevOps專(zhuān)業(yè)人員對(duì)他們的開(kāi)發(fā)設(shè)置和工作流程十分滿(mǎn)意，而僅有2%的非管理人員表示他們按照預(yù)期運(yùn)營(yíng)。但是，非管理人員對(duì)開(kāi)發(fā)設(shè)置和工作流程不滿(mǎn)的可能性幾乎是管理人員的兩倍（Garden，2021）。

特別是對(duì)工具和工作流程的失望和不滿(mǎn)也會(huì)降低員工滿(mǎn)意度，不利于企業(yè)留住關(guān)鍵人員。

Studio是一個(gè)現(xiàn)代化的云原生開(kāi)發(fā)平臺(tái)，能夠提供一套強(qiáng)大的自動(dòng)化工作流程功能，使得開(kāi)發(fā)人員工作更高效的同時(shí)，幫助提高代碼的效率、質(zhì)量和安全。同時(shí)，Studio作為集成的開(kāi)發(fā)環(huán)境，也支持嵌入式團(tuán)隊(duì)采用迭代方法，開(kāi)發(fā)下一代智能系統(tǒng)。例如：Studio專(zhuān)為嵌入式開(kāi)發(fā)構(gòu)建的單一集成CI/CD工具鏈就集成了云和DevSecOps生態(tài)系統(tǒng)中常用的開(kāi)源工具和技術(shù)。

自動(dòng)化測(cè)試：攻克嵌入式軟件測(cè)試的可擴(kuò)展性挑戰(zhàn)

根據(jù)劍橋大學(xué)最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)：軟件錯(cuò)誤每年給企業(yè)造成的生產(chǎn)力損失及恢復(fù)和支持成本超過(guò)610億美元。同時(shí)，約50%的開(kāi)發(fā)時(shí)間用于測(cè)試，以確保代碼按照設(shè)計(jì)運(yùn)行，單個(gè)缺陷平均需要13個(gè)小時(shí)來(lái)解決。

自動(dòng)化測(cè)試作為一項(xiàng)關(guān)鍵的擴(kuò)展功能，可助力開(kāi)發(fā)任務(wù)關(guān)鍵智能系統(tǒng)所需的復(fù)雜代碼，團(tuán)隊(duì)可避開(kāi)線性人工測(cè)試中的常見(jiàn)挑戰(zhàn)。因此，有效利用自動(dòng)化測(cè)試，能夠增加測(cè)試深度和范圍，并提高代碼質(zhì)量。

Studio能夠提供自動(dòng)化測(cè)試的云原生框架，有助于實(shí)現(xiàn)以開(kāi)發(fā)人員為中心，使得開(kāi)發(fā)人員能夠?qū)y(cè)試計(jì)劃和工作流納入其開(kāi)發(fā)流水線，動(dòng)態(tài)預(yù)留和調(diào)度虛擬實(shí)驗(yàn)室硬件以執(zhí)行測(cè)試，并擴(kuò)展軟件功能模塊的測(cè)試、QA和驗(yàn)證。通過(guò)直觀的用戶(hù)界面，測(cè)試人員可輕松創(chuàng)建測(cè)試計(jì)劃并在開(kāi)發(fā)生命周期中的任何時(shí)間節(jié)點(diǎn)執(zhí)行測(cè)試。

數(shù)字反饋回路：快速反饋智能邊緣系統(tǒng)和應(yīng)用程序的運(yùn)行狀態(tài)和性能

隨著功能的迭代升級(jí)，智能系統(tǒng)正越變?cè)綇?fù)雜。而這類(lèi)復(fù)雜的系統(tǒng)被用于運(yùn)行關(guān)鍵任務(wù)型功能，其中一些具有極低的故障容錯(cuò)能力和極少的優(yōu)化參數(shù)。

數(shù)字反饋回路（DFL）就可快速反饋智能邊緣系統(tǒng)和應(yīng)用程序的運(yùn)行狀態(tài)和性能。90%的嵌入式開(kāi)發(fā)人員認(rèn)為DFL極其或非常重要，理想情況下能夠優(yōu)化生產(chǎn)效率、降低風(fēng)險(xiǎn)。

Studio DFL功能提供了從分秒級(jí)到長(zhǎng)達(dá)數(shù)月或數(shù)年時(shí)間的可視性和可操作性；運(yùn)維人員能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)異常并解決或做升級(jí)處理；數(shù)據(jù)專(zhuān)家和開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)可結(jié)合不同設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)，總結(jié)出新的開(kāi)發(fā)構(gòu)想。

另外，Studio還可通過(guò)基于角色的命令控制臺(tái)關(guān)閉反饋循環(huán)，觸發(fā)手動(dòng)或自動(dòng)響應(yīng)，如設(shè)備重啟、能量循環(huán)、配置更新、切換操作模式。

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