解读Wind River Studio的七种“超能力”

Gartner的数据显示，在2022年企业生成的数据中，有超过50%是在传统数据中心或云之外进行创建和处理的。随着越来越多的计算工作负载从数据中心被转移出去，计算模型正在演变为智能云和智能边缘模型，其中大部分低延迟计算都发生在任务关键型智能系统之中。

作为风河(Wind River)公司推出的云原生平台，凭借能够满足信息安全性、功能安全性和可靠性等方面特别严苛要求的特性，Wind River Studio常常被用于关键任务智能系统的开发、部署、运作和服务，并为地理上分散的云设施提供多项云边统一管理界面(SPoG)运营能力。接下来，我们将从七个方面对Wind River Studio的“超能力”进行解读。

• 远端边缘云

为何要实施远端边缘云？因为这一需求是众所周知的：90%的技术领先者表示，他们将加快采用人工智能和机器学习、增强现实、虚拟现实、自动驾驶自动导引车、数字孪生等技术，以期访问高度可靠、超低延迟的智能云。随着低延迟和高可靠性连接的严苛要求日益普及，越来越多的计算和存储能力被推向远端边缘云，也无疑增加了对企业内部网络的访问需求，进而推动了混合云基础架构的采用。

Studio远端边缘功能始于StarlingX这一功能全面的开源分布式云基础设施，其分布式边缘云功能是通过生产级分布式Kubernetes云平台提供的，以便管理边缘云基础设施。通过提供随即可用的多节点和分布式集群、添加Day 1和Day 2功能，并集成分析和自动化功能，数十年来，风河一直为电信设备制造商提供所需的基础设施解决方案，为无线接入网络（RAN）设备提供动力，助力运营商轻松、经济高效地部署和运营远端边缘云。

• 持续集成和持续部署

持续集成和持续部署(CI/CD)是一种通过自动化更快、更频繁地交付应用程序的软件开发方法。为成功实施CI/CD，开发人员、测试人员、安全团队和运维团队必须在DevSecOps的工作流水线的各个阶段即时协作。

但调查数据显示，大约40%的开发人员花费1/4至1/2的时间用于维护并不断将新的技术集成至他们的工具链(GitLab Inc.，2022)。而嵌入式开发要求则加重了这一维护和集成负担，可能需要必要的专业仿真软件、编译器和调试器，以便进行平台开发。同时，许多企业在开发智能系统过程中，缺乏了解嵌入式系统和特定行业功能安全和信息安全标准的高素质开发人员，或者缺乏持有特定项目所需安全许可的人员。

而Studio专为开发嵌入式设备软件平台和应用程序而构建，包括交叉编译系统和嵌入式设备测试系统，可查看端到端工作流程中的状态，以便诊断定制化流水线中的复杂问题。其操作环境平台、新编译流水线的编写框架，以及利用预构建、自定义的流水线模块扩展现有的开发流水线，可针对平台开发人员、应用程序开发人员和测试人员实施自定义CI/CD流程。

• 功能安全标准

功能安全标准广泛适用于航空、汽车、工控和医疗等行业，在这些行业，一旦系统或设备发生故障，可能会造成严重的伤害或死亡。为确保功能安全，有必要使用合适的硬件和/或软件系统，以自动防止发生或可造成人员伤亡的危险故障，或者在故障发生时对之进行控制或制止。Safety Artifacts能够提供必要的合规性文件，以证明遵守各级行业安全法规，在大多数情况下，这些是操纵系统、车辆或使用上述系统的设备的前提。

作为云原生开发环境，Wind River® Studio能够缩短构建时间，并部署适用于安全认证系统的操作环境。可以从商用现货(COTS)或定制认证的系统着手，减少系统认证过程中的风险。而风河公司在安全认证软件产品领域拥有超过20年的经验，其技术已成功应用于400多个行业客户的840多个安全认证项目中，其中包括320多个客户的740多个项目以及120多架航空航天与国防行业用飞机。

• 数字孪生

下一代智能系统将由各种硬件和软件组成，或者是由具有不同安全等级和性能要求的虚拟机组成的虚拟化系统。此类系统具有自主功能，利用AI架构，并依托5G网络连接公有云，私有云或者混合云。因此必须持续对这些服务进行管理，以确保在整个生命周期内提供服务级保障。上述系统的规模和复杂性给开发者们带来了特有的挑战，尤其是对那些并不一定知晓智能边缘嵌入式系统的需求和依赖性的IT或应用程序开发人员。借助数字孪生，他们能够将复杂问题抽象化，同时将安全关键型和任务关键型生产系统与开发和测试活动隔离开来。若落实到位，数字孪生有助于深入了解大型复杂的系统，以便进行预测性维护、过程改进，防止因设备中断而付出高昂代价，有机会开拓新的机遇并实现价值变现。

Studio的数字孪生功能使得团队能够将设备软件部署至高性能云原生仿真平台，以便在各开发阶段进行测试，小到单元测试，大至系统级测试和调试。通过Studio的数字孪生功能，团队可构建不同保真级别的仿真，同时可通过Wind River® Studio Virtual Lab管理系统访问物理和虚拟目标硬件。同一软件可在物理硬件和虚拟硬件上运行。Virtual Lab与Wind River® Studio自动化测试框架集成，支持虚拟自动化测试。

• 自动化工作流程

如今，嵌入式软件开发团队纷纷投身迭代开发和部署实践，包括敏捷开发、持续集成/交付(CI/CD)和DevSecOps。许多企业收集商用开源工具，并将它们整合到定制的CI/CD工具链中。然而，工具链的构建成本，尤其是维护成本，往往却被低估。

调查显示，11%的软件开发人员和DevOps专业人员对他们的开发设置和工作流程十分满意，而仅有2%的非管理人员表示，他们按照预期运营。非管理人员对开发设置和工作流程不满的可能性几乎是管理人员的两倍(Garden，2021)。最常被抱怨的三个任务包括：等待流水线运行(76%)、等待构建和测试(74%)和设置、维护和调试流水线/自动化(71%)。

Wind River® Studio能够实现工作流程自动化，帮助开发团队节省工具链的维护时间，让工作更高效多产。Wind River® Studio作为集成的开发环境，旨在支持嵌入式团队采用迭代方法，开发下一代智能系统。Studio是一个现代化的云原生开发平台，能够提供一套强大的自动化工作流程功能，使得开发人员工作更高效的同时，帮助提高代码的效率、质量和安全。

• 自动化测试

在软件开发生命周期早期阶段，漏洞或故障修复的成本要低很多。许多开发团队纷纷推迟测试，因为他们没有充足的测试用物理硬件，亦或担忧漫长的测试计划可能会拖慢开发速度。剑桥大学最近的一项研究发现，软件错误每年给企业造成的生产力损失及恢复和支持成本超过610亿美元。同时，约50%的开发时间用于测试，以确保代码按照设计运行，单个缺陷平均需要13个小时来解决。

Studio能够提供自动化测试的云原生框架，有助于实现以开发人员为中心，使得开发人员能够将测试计划和工作流纳入其开发流水线，动态预留和调度虚拟实验室硬件以执行测试，并扩展软件功能模块的测试、QA和验证。通过直观的用户界面，测试人员可轻松创建测试计划并在开发生命周期中的任何时间节点执行测试。

• 数字反馈回路

随着功能的迭代升级，智能系统正越变越复杂。这类复杂的系统被用于运行关键任务型功能，其中一些具有极低的故障容错能力和极少的优化参数。数字反馈回路(DFL)可快速反馈智能边缘系统和应用程序的运行状态和性能。

90%的嵌入式开发人员认为DFL极其或非常重要，理想情况下能够优化生产效率、降低风险。作为领先的嵌入式Linux和实时操作系统供应商，风河推出Studio，可通过基于角色的命令控制台关闭反馈循环，触发手动或自动响应，如设备重启、能量循环、配置更新、切换操作模式。

此外，Studio DFL功能还提供了从分秒级到长达数月或数年时间的可视性和可操作性。运维人员能够实时检测异常并解决或做升级处理。数据专家和开发团队可结合不同设备的历史数据，总结出新的开发构想。

结语

与传统工具套件相比，Wind River Studio是一个端到端的、完整的、高度集成的解决方案，从开发部署到运营，再到最后的软件更新和边缘计算，都囊括其中。因此，其在效率、灵活性和上市速度方面提供了显著的提升，可实现无缝技术集成，包括远边缘云计算、数据分析、系统级安全、5G和AI/ML。