M2M的应用框架

鉴于 M2M 技术的特点， 系统设计者可能不得不从头开始构建整个 M2M 体系结构。其核心是， M2M 技术包括增加一个装置或设备的智能服务， 并将该设备与可以监控或控制该设备的后端基础设施连接起来。 为了实现这一目标， 一个 M2M 设备使用了两个基本元素： 与后端通信的基础设施（无线调制解调器或模块）和运行服务的软件。

通过提供一种将 M2M 服务直接嵌入通信模块的方法， 以及预先安装装的软件模块、连接能力和处理资源方式，一般的M2M 应用框架如下：

EAF一般包括下列组成部分：

优化的轻量级操作系统

虽然一些 M2M 应用程序需要更强大的 RTOS， 但大多数都不需要。 操作系统的设计能够提供 API 来控制语音， 数据调用， 短信， 以及 TCP／IP 连接。 应该经过优化， 以充分利用直接访问协议栈的能力。 为了提供对连接应用程序的全面支持， 操作系统还应提供一个核心功能集， 其中包括：

实时性， 包括保证对外部或内部中断的响应时间， 不论其状态如何。

灵活安排任务的优先顺序。

多任务能力， 以定义和同步服务所需的任务。

在处理速度和功率选择方面的灵活性， 以优化电池寿命。

内存、固件和软件保护功能。

能够使用API访问蜂音频等媒体和数据路径。

软件库

为了简化开发过程和市场的速度时间， EAF 应该包括各种软件库和API， 提供设备或服务可能需要的各种功能。 这包括定位、全面的互联网连接协议、无线和互联网安全等服务。 EAF还应支持为目标市场具体需求开发的第三方软件库。 理想情况下， EAF 不仅应得到通信模块供应商的支持， 还应该得到合作伙伴和开发者的支持。

开发工具

EAF 还应该包含一个开发工具包， 以便于编码、调试和监视 M2M 应用程序， 这些工具应该是开源的， 可以免费使用。 最终， EAF 应该提供开发 M2M 应用程序并将其嵌入模块所需的一切。

云连接

最后， EAF 应该提供工具来简化连接设备的云管理， 包括一个完全实现的系统来处理设备监控和软件／固件升级。 该系统应该允许开发者监控设备的健康状况， 并识别潜在的问题。 它还应该包括已验证的操作系统远程升级工具， 以及使用补丁机制的热修复工具。

面向脚本的EAF

对于为嵌入式系统创建软件的开发者而言，对脚本的编写并不陌生。 选择脚本是往往是解决问题的最快方法。一般地，脚本被用来自动构建和运行验证测试。作为全栈必备的Javascript被广泛应用于网页、 web 服务器和移动应用程序中，在嵌入式系统中也将占据一席之地。

出于对性能的担心，可以通过一些技术手段提升JavaScript的运行性能：

1．充分利用内置函数和对象。 Javascript 语言拥有支持数组、 JSON、正则表达式和其他字符串运算的复杂内置对象。 这些实现通常在 JavaScript 引擎中得到了很好的优化。

2．小心编码。由于脚本比本地代码慢， 代码优化在性能重要的地方是至关重要的。 Javascript 的动态特性意味着 JavaScript 引擎通常不能像 c 编译器那样有效地优化代码。

3．混合编程。没有一种语言适用于所有情况， 所以要为工作选择最好的语言， 而不是100％ 纯粹地使用。 每一个 JavaScript 引擎都提供了一种从脚本调用本地代码的方法。 如果不确定性能， 首先在 JavaScript 中实现， 因为它更容易执行。 如果存在性能瓶颈， 请在 c 中重新实现函数。

在 Mozilla 的一个项目 asm．js 中出现了一个可以替代使用 c 的方法。 定义了一个严格的 JavaScript 子集， 它更容易被翻译成本地代码或 c 源代码。 利用 c 和 JavaScript 之间的语法相似性， 使翻译变得简单明了。 嵌入式开发人员可以在 asm．js JavaScript 子集中编写性能关键代码， 并将其编译为本地代码， 作为构建过程的一部分， 而不是依赖 JIT。

对于内存的使用而言，从积极的一面来看， JavaScript 使用了一个垃圾收集器， 从而消除了显式释放内存的需要。 通过这种简化， 嵌入式开发人员有时间专注于其他方面的开发。

目前，已经有多个开发系统开始支持嵌入式的JavaScript：

Espruino是一个单片机开发板， 被称为微控制器的 JavaScript。 它运行开源的 Espruino JavaScript 引擎， 它支持 JavaScript 标准的子集。

Tessel 是一个集成了Wi－Fi的JavaScript 微处理器，并提供一个兼容Node．js的 API，开发人员可以使用Node．js进行开发。

Marvell Semiconductor 的 Kinoma Create 是一个运行在 Marvell 半导体上的＂JavaScript 物联网构建工具包＂， 它支持完整的 JavaScript 5．0．

在国內，也有类似的开发系统，例如老友周爱民老师所在的ruff．io。

总之，Javascript 在嵌入式设备上的潜力很大， 可以简化嵌入式程序员的开发工作， 并为客户提供更可靠、更可定制的产品。

综上所述，嵌入式应用框架（EAF）对嵌入式系统的成功有着重要的意义。特别是对于嵌入式开放平台而言，能够提高开发者的开发效率，促进生态系统的繁荣。然而，IoT中还有很多超轻量级的设备，或许根本没有OS，被称为“智能颗粒”，笑称“智霾”，可能不需要EAF，也可能是一种另外形态的EAF，只是我不知道而已。

参考：

Jaroslav Tulach， 《软件框架的设计艺术》，人民邮电出版社，2011

金泰延 宋亨周 朴知勋 李白 林起永， 《Android 框架揭秘》，人民邮电出版社，2012

曹洪伟，《BREW 进阶与精通》，电子工业出版社，2009