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國產(chǎn)IoT OS在物聯(lián)網(wǎng)時代的發(fā)展機(jī)遇

傳感器技術(shù) ? 來源:未知 ? 作者:胡薇 ? 2018-05-02 16:53 ? 次閱讀

中興事件,使得芯片產(chǎn)業(yè)第一次得到如此廣泛的關(guān)注,在正視差距、彌補(bǔ)差距的同時,我們也應(yīng)該看到,除了硬件層面的芯片之外,整個電子信息產(chǎn)業(yè)還缺乏另一個鎮(zhèn)國重器,即軟件層面的操作系統(tǒng)

芯片與操作系統(tǒng)從來都是孿生兄弟,形成了產(chǎn)業(yè)生態(tài)的“戰(zhàn)略核武器”。在PC、互聯(lián)網(wǎng)時代,我們受制于和Intel聯(lián)盟的Windows一統(tǒng)江湖;在手機(jī)、移動互聯(lián)網(wǎng)時代,我們同樣受制于AndroidIOS的二分天下。

在即將到來的物聯(lián)網(wǎng)時代,我們有機(jī)會發(fā)展出自己的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)(IoTOS),并以此為基礎(chǔ),推動國產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)芯片產(chǎn)業(yè)的繁榮。這篇文章也確實讓我們看到了一線希望。

01

物聯(lián)網(wǎng)時代的操作系統(tǒng)“前世今生”

一紙宣告,中興從云端跌入谷底,封殺禁令之下,芯片仍可有替代品,但操作系統(tǒng)的限制造成的影響更大。在傳統(tǒng)嵌入式時代,設(shè)備之間相互孤立,系統(tǒng)和應(yīng)用都較為簡單,操作系統(tǒng)的價值也相對較低。各個廠商采用一個開源的RTOS內(nèi)核,根據(jù)垂直應(yīng)用領(lǐng)域的不同,構(gòu)建、開發(fā)各自的上層軟件,工作量可控,也基本能滿足自身、客戶和行業(yè)的需求。

逐步邁入物聯(lián)網(wǎng)時代之后,原有的格局和模式將會被完全打破,聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的開發(fā)難度也呈幾何級數(shù)增加,可靠性、長待機(jī)、低成本、通訊方式和傳輸協(xié)議、手機(jī)兼容性、二次開發(fā)、云端對接等都成為必須考慮和解決的問題。基于此,物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)(IoTOS)的概念應(yīng)運(yùn)而生。

對于企業(yè)來說,帶有豐富中間層組件和標(biāo)準(zhǔn)API接口的OS平臺無疑能大大降低聯(lián)網(wǎng)終端開發(fā)的難度,也能簡化對多種云平臺的對接,為未來各種IoT服務(wù)應(yīng)用的部署和更新鋪平道路。

此外,由RTOS演化而來的IoTOS,從戰(zhàn)略價值和意義角度來看,已經(jīng)完全與嵌入式時代的RTOS內(nèi)核不可同日而語。試想,如果未來百億、千億級的物聯(lián)網(wǎng)終端采用國外的IoTOS,一旦出現(xiàn)政治風(fēng)波,由此產(chǎn)生的安全隱患和風(fēng)險將不亞于、甚至遠(yuǎn)超過現(xiàn)在手機(jī)領(lǐng)域的Android影響。

也就是說,擁有我們國人自主的IoTOS平臺,對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展至關(guān)重要,對產(chǎn)業(yè)長久的安全和可控至關(guān)重要!

02

四款嵌入式操作系統(tǒng)角逐物聯(lián)網(wǎng)時代

下面我們分別看看知名度較高的幾款操作系統(tǒng)的發(fā)展情況:

uC/OS是美國的一款RTOS,發(fā)布于1992年。 2001年,北航的邵貝貝教授第一次將它的書籍翻譯成了中文,該書出版后就獲得了大量好評,當(dāng)該書遇上“嵌入式系統(tǒng)開發(fā)”風(fēng)口,大量的高校學(xué)生開始學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng),將本書籍作為學(xué)習(xí)嵌入式操作系統(tǒng)的入門書籍,并將學(xué)習(xí)的內(nèi)容帶入各類項目和產(chǎn)品后,它的特點才漸漸嶄露頭角。在2010年以前,uC/OS一直是國內(nèi)大多企業(yè)選擇RTOS的首選。

按照這樣的勢頭,uC/OS 在中國理應(yīng)橫掃市場,但它給自己埋了個大坑——“雖然開源,但在商業(yè)產(chǎn)品上并不免費(fèi)”。隨著Arm Cortex M架構(gòu)系列芯片的興起,這個大坑直接導(dǎo)致它在2016年被Silicon Labs公司收購,并促進(jìn)了FreeRTOS的發(fā)展。

FreeRTOS誕生于2003年,按照開源、免費(fèi)的策略發(fā)布,可用于任何商業(yè)和非商業(yè)場合。2004年,ARM公司推出第一款基于ARMv7M架構(gòu)的Cortex-M3 IP核,主打高性價比的MCU市場。2006年,美國德州儀器TI公司推出了第一款基于ARM Cortex-M3的MCU,隨后,意法半導(dǎo)體、恩智浦、飛思卡爾、愛特梅爾等歐美廠商相繼推出了基于ARM Cortex-M的MCU,出于性價比的考慮,這些廠商都選擇了FreeRTOS作為芯片默認(rèn)搭載的嵌入式操作系統(tǒng),如果考慮到國內(nèi)對這些廠家MCU的大量使用,已經(jīng)隱隱有了當(dāng)初Intel與Windows結(jié)成Wintel聯(lián)盟的架勢,對我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的威脅不言而喻。

RT-Thread是國內(nèi)的一款嵌入式操作系統(tǒng),誕生于2006年,許可證類似FreeRTOS,以開源、免費(fèi)的方式進(jìn)行發(fā)布。與FreeRTOS和uC/OS不同的是,RT-Thread發(fā)布之初包含了網(wǎng)絡(luò)、文件系統(tǒng)、GUI界面等組件的中間件平臺。經(jīng)過短暫的過渡期,2009年開始支持Cortex M的MCU,獲得了大量開發(fā)者的認(rèn)可和支持。2011年后,由于其成熟穩(wěn)定、組件豐富的特點被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、電力、新能源、高鐵、醫(yī)療設(shè)備、水利、消費(fèi)電子等行業(yè)。

LiteOS是華為在2015華為網(wǎng)絡(luò)大會上發(fā)布的敏捷網(wǎng)絡(luò)3.0中的一個輕量級的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng),以輕量級、低功耗 、互聯(lián)互通、安全等關(guān)鍵能力,為開發(fā)者提供 “一站式” 完整軟件平臺,有效降低開發(fā)門檻、縮短開發(fā)周期。LiteOS 主要應(yīng)用于智能家居、可穿戴式、車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等 IoT 領(lǐng)域的智能硬件,同時可與LiteOS生態(tài)圈內(nèi)的硬件互聯(lián)互通,提高用戶體驗。

圖:四款嵌入式操作系統(tǒng)的技術(shù)和生態(tài)對比

從以上的對比表格可以看出,國產(chǎn)OS在技術(shù)水平和生態(tài)支持上已經(jīng)完全不遜色于國外的FreeRTOS和uC/OS,在多個方面還比它們有更好的表現(xiàn)。

03

國產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)大有可為

自2014年起,國內(nèi)MCU芯片和無線SoC廠商開始崛起,如兆易創(chuàng)新、樂鑫、Realtek、富瀚微、靈動微等企業(yè)也推出了一系列高性價比的芯片。物聯(lián)網(wǎng)市場的興起,導(dǎo)致嵌入式操作系統(tǒng)市場產(chǎn)生了新的變化。

一方面,國內(nèi)芯片廠商對選擇嵌入式操作系統(tǒng)有了自主權(quán);另一方面,物聯(lián)網(wǎng)的興起對嵌入式操作系統(tǒng)提出了更高的要求,國外的uC/OS和FreeRTOS作為傳統(tǒng)的嵌入式操作系統(tǒng),僅有一個內(nèi)核,很難滿足對于聯(lián)網(wǎng)、存儲、安全、低功耗等多方面的需求。

從市場應(yīng)用上看,uC/OS擁有較多開發(fā)者,但市場份額正大幅降低;FreeRTOS由于早期被國外MCU大廠采用,目前的市占率最高;LiteOS被華為設(shè)備大量采用,但在第三方設(shè)備中還鮮有商用;RT-Thread作為國產(chǎn)嵌入式OS,發(fā)展時間最長,已經(jīng)擁有相當(dāng)高的裝機(jī)量,且橫跨多個應(yīng)用領(lǐng)域。

盡管uC/OS也正在全力進(jìn)軍IoT,但其日漸式微的趨勢非常明顯,內(nèi)核和中間層軟件都要收費(fèi),在國內(nèi)應(yīng)該是再難有作為了。FreeRTOS擁有最好的生態(tài)基礎(chǔ),開發(fā)者數(shù)量多,市占率最高,但絕大多數(shù)企業(yè)只是使用了它的一個內(nèi)核,這意味著它的生態(tài)基礎(chǔ)極為不牢靠。

華為有意把LiteOS打造成主流的IoTOS,且投入了較多的資源給予推廣和支持。但是推出后兩年多,也僅僅開源了內(nèi)核和極少數(shù)組件,得到的芯片廠商支持也比較少,不免讓人對LiteOS的前途有些許擔(dān)心。希望華為能加大研發(fā)和軟件開放力度,給予開發(fā)者和合作伙伴更多的信心。

RT-Thread在國內(nèi)也擁有較好的生態(tài)基礎(chǔ)和一定開發(fā)者擁躉。其成熟、高可擴(kuò)展性、中間組件豐富易用的特點極大滿足了如今的市場需求,且一直定位于全軟件平臺,是一款較為完整、優(yōu)質(zhì)的IoTOS。憑借其品牌知名度以及本地化優(yōu)勢,已成為角逐未來主流IoTOS的有力競爭者之一。

國產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)芯片的逐漸崛起,產(chǎn)業(yè)鏈持續(xù)增強(qiáng)的優(yōu)勢,都為國產(chǎn)IoTOS的成功提供了良好的機(jī)遇和土壤。我們祝愿,國內(nèi)廠商能耐住寂寞、踏實前行、勇于創(chuàng)新、相互提攜,實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)時代自主IoTOS的夢想,PC和移動互聯(lián)網(wǎng)時代我們在操作系統(tǒng)上受制于人的局面不再上演。

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原文標(biāo)題:物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)(IoTOS)也許是我們的機(jī)會

文章出處:【微信號:WW_CGQJS,微信公眾號:傳感器技術(shù)】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

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