深入的了解Torizon应用-电子发烧友网

Toradex胡珊逢

Torizon是Toradex面向行业应用推出的一款基于Linux的全新的开源操作系统。其旨在简化嵌入式系统开发的难度，同时引入现代软件开发、维护理念，提供更加可靠且易于使用的互联、在线功能。Torizon为嵌入式设备实现了一套崭新的开发和使用方法。本文接下来将介绍Torizon的特色功能，以及相比于传统的Linux系统在使用上的差异。

Torizon由TorizonCore OS和Torizon Platform两大部分组成。TorizonCore OS是安装在Toradex计算机模块上的操作系统。Torizon Platform是Toradex维护的在线平台，其能够于TorizonCore OS建立网络连接，为运行 TorizonCore OS的计算机模块提供诸多在线功能，例如OTA更新、集群设备管理、远程监控等。

TorizonCore OS底层采用了Linux，支持常用的Linux命令工具。该系统一个显著特点是支持容器docker。如下图所示，TorizonCore包含了Linux内核、容器运行环境、以及OTA等其他服务。用户的应用运行在容器之中，而非直接访问Linux文件系统。多个容器可以独立运行。

容器是一种标准化的软件单元。一个容器集合了用户应用本身，以及该应用运行所依赖的软件如第三方库文件，配置文件和数据文件等。容器中的软件独立于操作系统，可以视为操作系统的虚拟化。因此容器可以非常容易地迁移到其他硬件平台上。

对Docker容器的支持，使得用户可以利用DockerHub上丰富的现成容器，例如Qt、Debian、Ubuntu、.Net、Python等。从而不再需要进行复杂的交叉编译。同时容器技术具有非常高效的版本管理功能，用户应用的升级和回滚都可以从中受益。例如在传统Linux BSP上从Qt 5.12升级到Qt5.15，用户需要重新编译Qt源码或者使用YoctoProject重构整个BSP。而在TorizonCore OS上下载一个Qt5.15的容器即可。也无需担心操作系统其他软件的版本是否兼容。

由于采用了容器的方式运行用户软件，TorizonCore OS本身一个非常精简的最小功能系统。用户不在其上面直接安装软件或者部署编译好的应用。除了系统配置目录如/etc，TorizonCore OS的大部分文件系统都不允许用户直接修改，如/usr、/lib 等目录下的文件。

用户需要创建一个容器，在容器安装所需的软件以及编译好的应用程序。然后启动容器，由容器中的应用程序实现相关业务功能。TorizonCore OS的文件系统由OSTree管理。这是一种类似git工作模式的文件管理系统，由其实现对每个系统文件的添加、删除、恢复等功能。同时OSTree也是实现OTA更新的基础。

传统的嵌入式设备在第一批设备出厂后，通常软件和硬件都不再会发生变化。而对于现代软件开发来说，借助CI（持续集成）、CD（持续开发）等模式，即使在设备交付后，仍能够提供软件更新，修复未知的问题或者增加新功能，从而提升用户使用体验。位于云端的Torizon Platform则为TorizonCore OS提供OTA更新、集群设备管理和远程监控功能，更多实用的功能也会即将上线。

OTA更新允许嵌入式设备远程更新其软件，无需直接接触设备就通过更新软件修复问题、部署新业务或者打补丁。具有OTA功能的设备通常对该功能具有较高的要求。更新出错、网络中断或者更新期间意外断电都可能导致设备无法正常工作。所以OTA需要能够在更新出错时能够自动回滚到最后一个可正常运行的软件状态。Torizon OTA采用高可靠的Aktualizr客户端，默认已经集成在TorizonCore OS。凭借OSTree实现了软件版本回滚功能。相对于A/B分区整体更新方式，Torizon OTA采用的是差分更新，即只更新发生更改的文件。有效得提高了更新速度，并减少数据下载量。这对使用4G/5G上网的设备显得尤为重要。

用户可以将自己的BSP上传到Torizon Platform对特定的设备进行更新，也可以使用Toradex发布的BSP令设备保持最新的软件状态。同时也单独可以对设备上的容器进行更新，而非整个BSP。

Torizon Platform的集群设备管理能够更加高效地对大量设备进行维护。实现批量设备的重启、安装特定的更新等。

远程监控能够远程查看设备的运行状态，例如CPU负荷、内存占用、网络使用、正在运行进程和重要的异常日志等。这些信息可以被发送到Torizon Platform，给用户提供可视化监控数据。远程监控基于Fluent Bit实现。这是一个开源的日志处理和转发器。用户可以使用丰富的插件来采集更多的数据，包括温度、内核日志等。除了监控设备运行状态外，这些数据也有助于修复现场遇到的问题。

远程访问是即将上线的另一个功能。这可以令您接管设备，简化客户支持或者问题排查。

对于开发人员，Toradex提供相应的插件支持使用Visual Studio/Visual Studio Code开发Torizon。用户可以自由选择Windows、Linux或者Mac作为开发主机。Torizon扩展插件提供对Visual Studio Code完善的支持。扩展插件可以便捷地管理容器和在设备上在线调试，使您可以通过很少的几次点击就完成从Visual Studio Code完成应用部署。甚至直接将开发好的容器上传到Torizon Platform进行远程部署。