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Toradex胡珊逢

Torizon是Toradex面向行業應用推出的一款基于Linux的全新的開源操作系統。其旨在簡化嵌入式系統開發的難度，同時引入現代軟件開發、維護理念，提供更加可靠且易于使用的互聯、在線功能。Torizon為嵌入式設備實現了一套嶄新的開發和使用方法。本文接下來將介紹Torizon的特色功能，以及相比于傳統的Linux系統在使用上的差異。

Torizon由TorizonCore OS和Torizon Platform兩大部分組成。TorizonCore OS是安裝在Toradex計算機模塊上的操作系統。Torizon Platform是Toradex維護的在線平臺，其能夠于TorizonCore OS建立網絡連接，為運行 TorizonCore OS的計算機模塊提供諸多在線功能，例如OTA更新、集群設備管理、遠程監控等。

TorizonCore OS底層采用了Linux，支持常用的Linux命令工具。該系統一個顯著特點是支持容器docker。如下圖所示，TorizonCore包含了Linux內核、容器運行環境、以及OTA等其他服務。用戶的應用運行在容器之中，而非直接訪問Linux文件系統。多個容器可以獨立運行。

容器是一種標準化的軟件單元。一個容器集合了用戶應用本身，以及該應用運行所依賴的軟件如第三方庫文件，配置文件和數據文件等。容器中的軟件獨立于操作系統，可以視為操作系統的虛擬化。因此容器可以非常容易地遷移到其他硬件平臺上。

對Docker容器的支持，使得用戶可以利用DockerHub上豐富的現成容器，例如Qt、Debian、Ubuntu、.Net、Python等。從而不再需要進行復雜的交叉編譯。同時容器技術具有非常高效的版本管理功能，用戶應用的升級和回滾都可以從中受益。例如在傳統Linux BSP上從Qt 5.12升級到Qt5.15，用戶需要重新編譯Qt源碼或者使用YoctoProject重構整個BSP。而在TorizonCore OS上下載一個Qt5.15的容器即可。也無需擔心操作系統其他軟件的版本是否兼容。

由于采用了容器的方式運行用戶軟件，TorizonCore OS本身一個非常精簡的最小功能系統。用戶不在其上面直接安裝軟件或者部署編譯好的應用。除了系統配置目錄如/etc，TorizonCore OS的大部分文件系統都不允許用戶直接修改，如/usr、/lib 等目錄下的文件。

用戶需要創建一個容器，在容器安裝所需的軟件以及編譯好的應用程序。然后啟動容器，由容器中的應用程序實現相關業務功能。TorizonCore OS的文件系統由OSTree管理。這是一種類似git工作模式的文件管理系統，由其實現對每個系統文件的添加、刪除、恢復等功能。同時OSTree也是實現OTA更新的基礎。

傳統的嵌入式設備在第一批設備出廠后，通常軟件和硬件都不再會發生變化。而對于現代軟件開發來說，借助CI（持續集成）、CD（持續開發）等模式，即使在設備交付后，仍能夠提供軟件更新，修復未知的問題或者增加新功能，從而提升用戶使用體驗。位于云端的Torizon Platform則為TorizonCore OS提供OTA更新、集群設備管理和遠程監控功能，更多實用的功能也會即將上線。

OTA更新允許嵌入式設備遠程更新其軟件，無需直接接觸設備就通過更新軟件修復問題、部署新業務或者打補丁。具有OTA功能的設備通常對該功能具有較高的要求。更新出錯、網絡中斷或者更新期間意外斷電都可能導致設備無法正常工作。所以OTA需要能夠在更新出錯時能夠自動回滾到最后一個可正常運行的軟件狀態。Torizon OTA采用高可靠的Aktualizr客戶端，默認已經集成在TorizonCore OS。憑借OSTree實現了軟件版本回滾功能。相對于A/B分區整體更新方式，Torizon OTA采用的是差分更新，即只更新發生更改的文件。有效得提高了更新速度，并減少數據下載量。這對使用4G/5G上網的設備顯得尤為重要。

用戶可以將自己的BSP上傳到Torizon Platform對特定的設備進行更新，也可以使用Toradex發布的BSP令設備保持最新的軟件狀態。同時也單獨可以對設備上的容器進行更新，而非整個BSP。

Torizon Platform的集群設備管理能夠更加高效地對大量設備進行維護。實現批量設備的重啟、安裝特定的更新等。

遠程監控能夠遠程查看設備的運行狀態，例如CPU負荷、內存占用、網絡使用、正在運行進程和重要的異常日志等。這些信息可以被發送到Torizon Platform，給用戶提供可視化監控數據。遠程監控基于Fluent Bit實現。這是一個開源的日志處理和轉發器。用戶可以使用豐富的插件來采集更多的數據，包括溫度、內核日志等。除了監控設備運行狀態外，這些數據也有助于修復現場遇到的問題。

遠程訪問是即將上線的另一個功能。這可以令您接管設備，簡化客戶支持或者問題排查。

對于開發人員，Toradex提供相應的插件支持使用Visual Studio/Visual Studio Code開發Torizon。用戶可以自由選擇Windows、Linux或者Mac作為開發主機。Torizon擴展插件提供對Visual Studio Code完善的支持。擴展插件可以便捷地管理容器和在設備上在線調試，使您可以通過很少的幾次點擊就完成從Visual Studio Code完成應用部署。甚至直接將開發好的容器上傳到Torizon Platform進行遠程部署。