虚拟化：创建新软件开发模式

　　软件开发是一个迷人的行业。随着开发人员继续采用比较新的编程语言，如从Fortran到Pascal再到C++以及以后的语言，软件开发行业在过去的几年里已经发生了变化。但是，虽然开发人员愿意指望软件本身推动技术创新，可是几乎没有人考虑到他们的开发基础设施可能是变化的载体。随着开发流程中的虚拟化的出现，这就是要发生变化。

　　简要历史

　　当第一个嵌入式设备出现的时候，我们目前所知道的那种软件还不存在。所有的功能都是建在硬件内部的。随着微处理器的出现，软件内容出现了，但是，仍然只包括整个系统的一小部分。在过去的20年里，嵌入式行业见证了软件在规模和复杂性等方面爆炸式增长的全面转变。目前，软件是推动嵌入式系统增加功能和技术创新的主要推动因素。

　　虽然硬件设计享受到了在工具和加工开发方面的大量投资，但是，软件开发流程自从80年代以来一直保持实际上的静止状态。硬件行业得到了定义良好的标准和流程的支持。但是，软件开发方式没有跟上发展的步伐，从而使编程人员完全以特别的方式接触软件开发。

　　缺少软件开发基础设施的结果是非常相似的：成本超支、不能按计划进行和软件质量不佳。当前的软件开发有三分之二的项目推迟了上市时间，三分之一的项目超过了预算，几乎一半的嵌入式设计取消了。即使把额外的资源分配给一项工作或者重新确定一个产品的功能范围也不能让软件开发人员不会碰壁。

　　差距

　　为什么嵌入式计划领域存在这种脱节的问题?为什么在设计越来越复杂的情况下软件开发仍然停滞不前?这个问题既不是人的问题，也不是组件的问题。这问题是由缺少深思熟虑的旨在帮助软件开发的战略开发基础设施引起的。

　　目前的嵌入式设备一般是从头开始制作的，以硬件开始和以软件结束的。这个过程是完全是按顺序进行的，首先是围绕预期的内存、MIPS、接口、连接等等进行硬件设计。多个组件合在一起组成一个硬件系统。软件是在这个硬件的基础之上进行开发的。这种以硬件为中心的、从基础开始开发的方法包括多个步骤并且产生多种依赖性。只有在经过系统集成阶段，当软件在这个平台上实际运行的时候，才能够从性能的观点理解这个系统。

　　从基础开始开发的这种方法的主要弱点是它把软件当作设计流程中的一个后添加的东西，尽管系统功能数量的增加要依靠软件，而不是硬件。集成发生在这个过程非常晚的时候，因此很难发现硬件、设计和或者架构引起的问题。在许多情况下，开发人员要重新考虑他们的设计以防止不能按计划完成和预算超支的问题。

　　随着软件的复杂性达到新的高度和严谨的计划是出货的最大障碍，以硬件为中心的方法低效率和不实际性正在越来越明显。开发人员如何战略性地重新考虑他们的开发方法以便不再成为硬件的牺牲品?系统级软件开发如何能够在设计流程的早期开始?虚拟化正是要解决这些问题。

　　虚拟化的先驱

　　虚拟化在嵌入式设备开发中的应用已经有许多年了，一方面是用于替换实际的硬件，另一方面是用于复杂系统的设计和调试平台。在硬件设计行业，模拟一直在插座和印刷电路板级别上应用。无论设计处理器、印刷电路板或者系统芯片，硬件开发人员都能够利用Mentor、Cadence和Synposys等公司的模拟工具建模或者预测他们的系统的行为，而不必等待实际物理系统的开发。

　　在嵌入式设备领域之外，我们已经看到许多行业在使用其它传统的方法碰壁之后成功地使用了虚拟化技术。在过去的两年里，服务器虚拟化已经取得了巨大的进步，提高了数据中心的效率和降低了整个拥有成本。虚拟化已经解决了服务器增加、处理器利用不足和应用程序隔离等难题。

　　在软件开发中使用虚拟化技术的还有许多行业，如航空空间和国防行业。这些行业需要非常复杂的设计，一般需要很多年才能有可行的硬件。模拟已经被用作内部关键的解决方案。设计的复杂性实际上要求这些公司投入一些资源在内部开发虚拟化的软件开发解决方案。