IoT 平台衡量标准 - Ruff破局IoT 困境的思考

4 IoT 平台衡量标准

在讨论 IoT 平台之前，我们需要知道有哪些衡量标准来判断一个 IoT 平台的优劣。下面是我提出的三个衡量标准

• 现代程序设计语言

• 面向应用的抽象

• 提供生产支持

4.1 现代程序设计语言

鉴于摩尔定律的存在，在现代软件开发中，开发的效率比代码执行的效率要重要。所以，一个好的 IoT 平台，需要有一门现代的程序设计语言。

我们不妨先看看 C/C++ 这个传统的嵌入式开发语言在现代程序设计语言所需特性上的表现，如表1。

表1 C/C++在现代程序设计语言所需特性上的表现

再来看看 Ruff 选择的 JavaScript 在这些特性上的表现，如表2。

表2 Ruff 选择的 JavaScript 在这些特性上的表现

通过对比，不难发现，虽然 C/C++ 依然战斗力十足，但作为“现代程序设计语言”，它们显得不那么“现代”了。或许你会好奇，Ruff 为什么选择其它的“现代程序设计语言”，主要有下面几点考量。

4.2 面向应用的抽象

什么是面向应用的抽象？对比两段代码，我们便不难发现，这两段代码完成是同样的工作，点亮一盏灯。

先是传统嵌入式风格，简单起见，我们用了 Python 代码做示例：

GPIO.output（11， GPIO.HIGH）

再是 Ruff 的代码，用的是 JavaScript 语言

$（‘#led’）.turnOn（）;

我们为什么需要硬件抽象呢？因为我们看到整个软件开发的趋势就是抽象度越来越高，从汇编到 C 语言，再到Java，今天还会有各种各样的 DSL （Domain Specific Language，领域特定语言）。早年间，编写代码，我们可能会质疑编译器是否正确，手写汇编效率会更高，但今天，我们肯定不会这么做，开发效率太低，因为有了抽象，底层的东西可以不断优化，越做越好。之所以抽象程度能不断提升，还要拜摩尔定律所赐，硬件能力越来越强，一些执行上的性能损失，我们是可以承受的。

那我们需要怎样的抽象呢？从发展趋势可以看出，抽象的趋势一定是越来越接近问题领域。对于 IoT 平台而言，一定是越来越接近于应用开发。在 IoT 平台的尝试中，我们看到了几种不同的抽象。

• 无抽象

传统的嵌入式开发按照这个标准，就是无抽象的，其特点是面向硬件接口编程。

GPIO.output（11， GPIO.HIGH）

• 编程接口抽象

诸如 Ruff、Tessel、Jonny-Five、Cylon.js 等一些 IoT 平台开始提供面向应用的编程接口抽象，让开发者无需关注底层的实现细节。

board.on（“ready”， function（） {

var led = new five.Led（13）;

led.strobe（）;

}）;

但在这里，我们不难发现，我们依然要对底层的接口有了解，否则，你便不知道，这段代码中的13是做什么用的。

• 隔离硬件配置的抽象

Ruff 在提供面向应用的编程接口抽象基础上，更进了一步，将硬件配置隔离出去。在 Ruff 代码中，我们甚至看不出硬件配置是什么样的。

$.ready（function （error） {

$（‘#led’）.turnOn（）;

}）;

Ruff 之所以要提供隔离硬件配置的抽象，主要是为了提供生产支持。

4.3 提供生产支持

大家对于新出现的 IoT 平台，普遍有一个误解，这些平台只能用在原型研发上，因为它们看到的是，采用 JavaScript 的硬件要求都很高，与现在普遍的硬件开发状况不符。现在 JavaScript 已经可以运行在一些资源有限的系统上，比如 MCU，Ruff 就有自己的 MCU 版本，支持了几款不同的 MCU。

Ruff 所做的事情更进了一步，它将硬件配置与应用本身分离开来，这样的做法带来一些好处是

• 应用开发者无需关注硬件如何配置，可以将更多的将注意力放在应用逻辑本身

• 硬件具体的配置方式可以在具体的部署时决定

一旦硬件配置可以在部署时决定，便出现了另外一种可能，也就是，同一个应用可以运行在不同的硬件上，也就是跨硬件应用就出现了，这也就让前面提及的“重复造轮子”的情况得到一定程度的缓解。

伴随跨硬件应用的出现，还会有一个额外的作用：测试。以往硬件测试一定要在硬件上完成，因为前面提及的种种原因，硬件测试往往要部署一个包括系统在内的应用，所以，效率是极低的。而我们知道，应用开发中，大量的测试实际上是应用逻辑的测试，属于软件测试的部分，理论上是可以在开发机上完成的。因为有了硬件隔离，Ruff 就提供了在开发机上做软件测试的能力，开发的效率由此得以提升。

下面是一个 Ruff 测试代码的例子，可以在开发机上运行：

var runner = require（‘ruff-app-runner’）;

var verify = require（‘ruff-mock’）.verify;

exports［‘test should call turn on while application is ready’］ = function（） {

runner.run（appPath， function（） {

verify（$（‘#led’））.turnOn（）;

}）;

};

require（‘test’）.run（exports）;