來源:與非網(wǎng)
放眼國內物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)場,華為、阿里、騰訊等紛紛打造自己的操作系統(tǒng),RT-Thread這樣有一定生態(tài)規(guī)模的第三方也在迅速崛起。誰更適合在物聯(lián)網(wǎng)時代生存?是將長期共存,還是會出現(xiàn)一統(tǒng)天下的“霸主”?
國產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的“小王國”
開源、微內核、全場景、分布式
本月月中華為將迎來禁令最終時刻,而這幾天的開發(fā)者大會上,鴻蒙OS(Harmony OS)引起無數(shù)關注。
最新發(fā)布的鴻蒙OS 2.0,最核心的五大特點為:跨設備、服務流轉、極速直達、可視可說、隱私安全。據(jù)華為消費者業(yè)務CEO余承東介紹,華為手機明年將全面支持鴻蒙OS 2.0,2021年10月,華為將面向所有4G以上的設備開放鴻蒙OS 2.0。
與1.0版本相比,鴻蒙OS 2.0最重要的提升就是分布式能力有了“質變”,并且鴻蒙OS將從智慧屏擴展到更多智能設備。
而更重要的是,鴻蒙OS 2.0將支持第三方生態(tài),開放給應用生產(chǎn)商和智能硬件廠商。華為目前已經(jīng)授權了7款芯片、5款模組、8款開發(fā)板,并與合作伙伴推出了2個解決方案。目前,美的、九陽、老板等廠商都已成為了華為的重要客戶。
在華為看來,整個操作系統(tǒng)未來的發(fā)展方向是微內核。谷歌在開發(fā)下一代微內核架構的操作系統(tǒng)Fuchsia;蘋果目前雖以宏內核為主,但也正在引進微內核。
“不管是蘋果手機iOS還是Android,他們都是基于Linux、Uinux,這樣的內核是龐大的,Android操作系統(tǒng)1億行代碼,內核一項就超過2000萬行代碼,非常復雜,平常我們真正用到的只有內核中8%的代碼,如此龐大和冗余的設計很難保障流暢度”,余承東去年在介紹鴻蒙OS開發(fā)初衷時曾表示:“鴻蒙OS的出發(fā)點和Android、iOS都不一樣,是一款全新的基于微內核的面向全場景的分布式操作系統(tǒng)?!边@也就是說,鴻蒙其實是為物聯(lián)網(wǎng)量身打造的。
這也從鴻蒙2.0所面向的應用場景中可以看出,目前主要針對智能家居領域。不過今年的開發(fā)者大會上,華為更多在介紹SDK、編譯器等等,并未過多介紹鴻蒙架構層面的進展,也并未厘清鴻蒙2.0與已有的輕量級物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)LiteOS之間的界限。
而根據(jù)去年開發(fā)者大會上的介紹,鴻蒙當時的架構中,主要有Linux、鴻蒙微內核、Lite OS三種內核,而未來鴻蒙微內核將是鴻蒙OS的唯一內核。那么,此次發(fā)布的針對物聯(lián)網(wǎng)設備的鴻蒙2.0,是不是只是LiteOS的組件升級版本?已經(jīng)推出五六年、但在生態(tài)方面并無太大建樹的LiteOS未來怎么玩下去?真正的鴻蒙微內核OS是否要在明年的華為手機中才見真章?這是這次大會上留有伏筆的地方。
另外在鴻蒙光環(huán)的B面,也有一些爭議認為華為做物聯(lián)網(wǎng)設備端的OS實在是“不務正業(yè)”,理由是:如果針對手機等富媒體設備開發(fā)微內核操作系統(tǒng),用于Android備份——這個思路是對的,而針對物聯(lián)網(wǎng)設備,鴻蒙沒戲。
潑涼水者最不看好的是華為構建鴻蒙生態(tài)背后的邏輯——根據(jù)華為“1+8+N”戰(zhàn)略:1是手機主入口,8是指PC、平板、智慧大屏、車載屏幕等8個華為自研領域產(chǎn)品,N則是泛IoT硬件構成的華為HiLink生態(tài)。這其中的1+8是華為自己做,N代表更多的合作伙伴加入,最終希望形成一個更為開放的生態(tài)。這其中的意圖其實非常明顯,華為希望通過鴻蒙圍繞手機構建生態(tài)——但這個邏輯早已被推翻,智能家居就是最好的例子。
從計算機發(fā)明以來操作系統(tǒng)都是采用宏內核。華為敢于創(chuàng)新、并且在當前形勢下硬剛到底的同時,也該兼聽一些反對聲音。此外,鴻蒙作為華為萬物互聯(lián)體系的核心,從自有生態(tài)到真正開放的全場景生態(tài)共享,還需經(jīng)得起競爭和市場檢驗。
阿里AliOS Things
開源、微內核、AI支持、安全集成
阿里將“打造國產(chǎn)自主可控、安全可靠的操作系統(tǒng)”視為重要的戰(zhàn)略布局。阿里的OS系統(tǒng)項目有多個,其中AliOS Things是AliOS家族專門針對物聯(lián)網(wǎng)設備的、高可裁剪的操作系統(tǒng)。阿里做OS其實起于移動操作系統(tǒng)YunOS,距今已近10年,后整合升級為AliOS,專門面向物聯(lián)網(wǎng)領域的AliOS Things操作系統(tǒng)由此衍生。
2017年,阿里宣布AliOS Things開源,今年6月,AliOS Things3.1版推出,新增了大量貼近于實際應用的協(xié)議及功能。同時,通過對開發(fā)工具的迭代,在提升用戶開發(fā)便利性的同時,也重點考慮了生態(tài)集成的便捷性,被視為是面向生態(tài)伙伴的全新起點。
AliOS Things也采用微內核架構,能夠將在智能硬件上運行的軟件容器化和在線化升級,這意味軟硬件可以快速解耦、運維,降低了硬件廠商的生產(chǎn)與維護成本。據(jù)阿里官方介紹,這是一款專用于AIoT智能設備的操作系統(tǒng),具備全新開發(fā)模式、在線裁剪工具、應用與內核分離、腳本語言支持、本地AI框架等特性。
AliOS Things也是平頭哥YoC軟件平臺的核心。今年3月,以AliOS Things技術底層加持、平頭哥自主研發(fā)的YoC軟件平臺,獲得了國際公認第三方認證機構SGS-TUeV SAAR頒發(fā)的SIL3功能安全證書。這一方面體現(xiàn)了YoC軟件平臺與國際規(guī)范接軌的能力,也在一定程度上體現(xiàn)了AliOS Things系統(tǒng)底層的技術含量。
在物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)的布局方面,阿里近年來正在通過軟硬件并進的方式,使操作系統(tǒng)與芯片更好地結合,加速應用落地。特別是從今年開始,阿里持續(xù)加強在物聯(lián)網(wǎng)領域的布局,宣布啟動“雙百計劃”:投入100億元圍繞天貓精靈布局AIoT及內容生態(tài)領域,年內將與合作伙伴共同推出百款千萬級智能產(chǎn)品。依托龐大的生態(tài)體量,AliOS Things在阿里王國還在繼續(xù)生根發(fā)芽。
開源、精簡RTOS內核、可接入騰訊云
TencentOS tiny是騰訊面向物聯(lián)網(wǎng)領域開發(fā)的實時操作系統(tǒng),具有低功耗、低資源占用、模塊化、安全可靠等特點,可有效提升物聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)品開發(fā)效率。
TencentOS tiny號稱業(yè)界最小,只有1.8K,提供精簡的RTOS內核,內核組件可裁剪可配置,可快速移植到多種主流MCU及模組芯片上?;赗TOS內核提供了豐富的物聯(lián)網(wǎng)組件,內部集成主流物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議棧(如CoAP/MQTT/TLS/DTLS/LoRaWAN/NB-IoT 等),可助力物聯(lián)網(wǎng)終端設備及業(yè)務快速接入騰訊云物聯(lián)網(wǎng)平臺。
去年9月,騰訊宣布TencentOS tiny開源,希望以此進一步推動其物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)的繁榮。其實在騰訊正式開源TencentOS tiny之前,還有一段前塵往事:騰訊曾宣布TencentOS于2017年6月28日停止服務。當時給出的解釋是,“因為第三方ROM市場萎縮,TencentOS要退出歷史舞臺了。”
不過兩年后,騰訊終難抵物聯(lián)網(wǎng)前景誘惑,正式加入物聯(lián)網(wǎng)開源系統(tǒng)的陣營。目前,TencentOS tiny已支持意法半導體、恩智浦、華大半導體、瑞興恒方、國民技術等主流廠商多種芯片和模組。不過,與華為、阿里強勢、全面的生態(tài)布局相比,騰訊還有很長一段路要跋涉。
還有誰的王國?
小米
商業(yè)意義上的“操作系統(tǒng)”
在國內市場提起物聯(lián)網(wǎng),小米是個重要角色。不論是IoT平臺已連接的設備數(shù)量,還是AIoT品類的多樣性,都領先于業(yè)界。不過小米在物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)的布局策略,更多是通過產(chǎn)業(yè)鏈的服務能力,談小米AIOT架構的話,整個組織的架構比技術架構更完善。物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)目前并無看到太明確的規(guī)劃,就像遲到多年的澎湃芯片一樣,不知是在暗中用力還是會繼續(xù)缺席。
不過值得玩味的一點是,小米集團副總裁、集團技術委員會主席崔寶秋曾在公開場合提到“小米的AIoT實際上就是一個操作系統(tǒng),一個跨場景、跨設備、跨平臺的智能系統(tǒng)”。這也就是說,小米提供的其實是商業(yè)意義上的操作系統(tǒng),而不是技術和系統(tǒng)架構層面所指的操作系統(tǒng)。這又該如何理解?
海量的、碎片化的物聯(lián)網(wǎng)應用中需要一種協(xié)同力,小米的開放聯(lián)盟發(fā)揮了巨大作用。作為行業(yè)領導者,小米形成的規(guī)?;諜C制,可以等同于行業(yè)標準。其AIoT品類的多樣性、協(xié)同力、網(wǎng)絡規(guī)模效應,為小米整合各種內外商業(yè)要素、調動整個價值鏈創(chuàng)造著高頻的空間。這應該是崔寶秋提出該話題的背景。
再從小米官網(wǎng)所呈現(xiàn)的物聯(lián)網(wǎng)能力來看,更多都體現(xiàn)在接入、聯(lián)網(wǎng)以及平臺支持等方面,并無太多自研的底層技術支撐。
確實,在物聯(lián)網(wǎng)的生態(tài)壁壘中,從底層搭建純自研體系絕非易事。小米憑借技術與商業(yè)模式的共同驅動而迅速崛起,如果是以往,在成熟且龐大的Linux生態(tài)之外構建一個新系統(tǒng)顯得是“沒必要”,但是今非昔比,基礎技術缺失總是存有隱憂,特別是對于小米這樣放眼全球的品牌,一款寫著自己名字的操作系統(tǒng),戰(zhàn)略價值和地位是不言而喻的。
京東
基于獨立第三方的操作系統(tǒng)
正在把自己變成一家技術公司的京東,走的就是從底層技術而起,來搭建整體架構的模式。京東希望通過從底層控制設備的接入、通行和場景聯(lián)結,以及服務平臺,更好地提供數(shù)據(jù)的整合和場景的服務,并且加上現(xiàn)在具備的2C的優(yōu)勢,以及在2B中越來越強的落地能力所打造的落地渠道,最終形成其物聯(lián)網(wǎng)全景。
在物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)方面,京東基于開源的RT-Thread推出了物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng),包含RT-Thread為京東定制的服務組件,內置京東智聯(lián)云物聯(lián)網(wǎng)服務和協(xié)議,提供包括配網(wǎng)、設備控制、OTA升級、安全認證及策略等全套物聯(lián)網(wǎng)服務。
而之所以選擇基于第三方開源平臺推出底層操作系統(tǒng),與京東的商業(yè)目標密不可分——希望更多提供系統(tǒng)集成能力、服務植入能力、后期能力,包括大數(shù)據(jù)、人工智能、機器學習等,把物聯(lián)網(wǎng)這個市場做大。
RT-Thread
開源、中立的物聯(lián)網(wǎng)OS生態(tài)價值
RT-Thread是一個集實時操作系統(tǒng)(RTOS)內核、中間件組件和開發(fā)者社區(qū)于一體的技術平臺,在RTOS領域中,國外的FreeRTOS、uC/OS、RTX、QNX、VxWorks等都比較盛行,而國內的代表就是RT-Thread。
不同于華為對于微內核的追逐,睿賽德電子最新推出的RT-Thread Smart,則是定位于面向實時應用場合的高性能混合微內核操作系統(tǒng),以填補傳統(tǒng)RTOS和大型操作系統(tǒng)之間的不足,同時平衡微內核與宏內核之間的優(yōu)劣。
根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)智能終端的需求,操作系統(tǒng)要在實時性、成本、安全性、啟動速度等方面取得平衡。具體來說,宏內核相當于將內核的功能,都組合在一個內核態(tài)進程中完成。而微內核將許多在宏內核中的模塊移出內核,使之運行于用戶模式。
這也決定了它們各自的優(yōu)勢:宏內核各功能模塊處于同一個地址空間,相互調用效率很高,弊端是體積太大,不利于在移動設備上進行部署;微內核的功能模塊各自獨立、體積較小,方便進行移植也方便對其它體系進行兼容,但缺點是功能模塊之間變成進程間通信,CPU上下文切換代價很大,執(zhí)行效率較低。
RT-Thread Smart通過共享內存的方式,把交換的數(shù)據(jù)內存塊分別投到不同的進程地址空間上,從而不需要做額外的數(shù)據(jù)拷貝。這種方案在針對具體場景的優(yōu)化時效果較好,例如監(jiān)控攝像可能數(shù)據(jù)帶寬要求很高,那么就可以把涉及到的網(wǎng)絡協(xié)議棧再放回到內核態(tài)中,這時性能指標可以達到比較理想的程度。
RT-Thread創(chuàng)始人熊譜翔表示,之所以選擇研發(fā)RT-Thread Smart,主要是看到在相當多的應用場景中,例如網(wǎng)關多種協(xié)議間的格式轉換、安防需要快速啟動、高端處理器由于帶MMU(Memory Management Unit,內存管理單元),功能復雜,Linux越來越龐大,傳統(tǒng)的IoT OS應用與內核編譯在一起后維護代價大,容易帶來安全性問題,業(yè)界迫切需要一款更小、更快、更安全、可維護性更好的軟件開發(fā)平臺。
包括安防和圖像、智慧城市和工業(yè)、智能家居、智能硬件在內的AIoT市場,一方面要求智能終端具有圖形交互、應用分離與安全、邊緣計算與端云一體化、AI與多媒體化的技術趨勢,另一方面又要求智能終端具備實時性、低成本、快速啟動等特性。RT-Thread COO鄒誠認為,這都促使終端技術開發(fā)平臺必須盡快從單一的RTOS內核,升級為具備豐富中間組件和軟件包的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)以提高開發(fā)效率,從多芯多OS升級為軟件和應用可復用的、統(tǒng)一的OS平臺以提升管理和效率。
無生態(tài)不OS。通過在嵌入式開源社區(qū)的多年積累,目前RT-Thread裝機量已超過6億,芯片廠商支持超過80家,原生搭載超過30家。廣泛的用戶基礎,也決定了RT-Thread未來的想象空間。
寫在最后
在AI、5G的推波助瀾下,物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)終于迎來了發(fā)展史上的黃金時期。
可以肯定的是,物聯(lián)網(wǎng)軟件生態(tài)的繁榮將由AIoT操作系統(tǒng)逐漸主導,在這一過程中,操作系統(tǒng)會逐漸收斂,中高端AIoT領域的競爭將會更加激烈。
群雄割據(jù),各有優(yōu)勢。華為、阿里、騰訊等巨頭有平臺、有資金也不缺生態(tài),像RT-Thread這樣的第三方,首先已無生態(tài)之憂,在這個先決條件下,再談其價值,就是開源、中立。
短期來看,物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)被一個個小王國所分食,長期來看,則是寡頭模式與中立模式的競爭。究竟誰能勝出?還是將持續(xù)長期共存?市場還需要更長的時間來驗證。
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