在之前的文章—《Amazon推廣AWS IoT的最后一塊拼圖:a:FreeRTOS》中,筆者曾介紹“a:FreeRTOS”是Amazon整體物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)策略的一環(huán),而目前在云端市場(chǎng)上最具份量的業(yè)者,除了Amazon的AWS(Amazon Web Services)外,就是Microsoft的Azure與Google的GCP(Google Cloud Platform)或稱Google Cloud,更次則為IBM Cloud。
對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的前端技術(shù)布局,Google早在2015年5月就提出Android Things(更早之前稱為Brillo)為物聯(lián)網(wǎng)前端裝置所用的操作系統(tǒng),Amazon則在2017年11月提出a:FreeRTOS,而Microsoft直到2018年4月才提出相似定位的技術(shù)方案,稱為Azure Sphere。
Azure Sphere MT3620 Development Kit
Azure Sphere基本介紹
Azure Sphere是由三部分所構(gòu)成,一個(gè)是微控制器芯片(MCU)、一個(gè)是在微控制器芯片上執(zhí)行的嵌入式操作系統(tǒng)(OS),還有一個(gè)是與之對(duì)應(yīng)的云端服務(wù)。真正與Android Things、a:FreeRTOS對(duì)應(yīng)抗衡的是Azure Sphere OS。
在這里先說(shuō)明一點(diǎn)名稱的典故,Microsoft與其云端服務(wù)有關(guān)的方案多會(huì)冠上Azure一詞,例如其物聯(lián)網(wǎng)云端服務(wù)稱為Azure IoT,其中又包含了Azure IoT Hub、Azure IoT、Azure IoT Edge、Azure IoT Central、Azure IoT Suite等,而去年第二季,Microsoft推出放置于客戶端執(zhí)行的Azure云單執(zhí)行環(huán)境方案則稱為Azure Stack,以Azure開(kāi)頭為名的軟件、服務(wù)、技術(shù)方案有非常多。
Sphere(球體)一詞在信息技術(shù)(IT)產(chǎn)業(yè)相當(dāng)常用,一些知名的軟件多以此為名,如IBM的中間件WebSphere,VMware的虛擬化系統(tǒng)軟件vSphere等。(題外話,信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)愛(ài)用的另外一個(gè)詞是Cube(立方體),多用在硬件上,但不知為何,以Cube為名的硬件產(chǎn)品多半不熱銷(xiāo),如Steve Jobs(賈柏斯)創(chuàng)立的NeXT所推出的NeXTCube工作站,之后在Apple時(shí)期推出的PowerPC G4 Cube桌面計(jì)算機(jī)也是賣(mài)一年就停產(chǎn),其他如Nintendo(任天堂)的GameCube游樂(lè)器、ASUS(華碩)的CUBE with Google TV。)
回歸正題,Microsoft提出的Azure Sphere,與Amazon、Google不同的地方在于強(qiáng)調(diào)全層面、全環(huán)節(jié)的安全性,安全性從MCU芯片的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)階段就已經(jīng)進(jìn)行要求,然后OS操作系統(tǒng)也是。最后聯(lián)機(jī)運(yùn)作時(shí),將數(shù)據(jù)傳遞到云端的過(guò)程標(biāo)榜安全芯片、安全軟件、安全云端服務(wù)。
在具體發(fā)展上,Microsoft與聯(lián)發(fā)科合作,以聯(lián)發(fā)科的MT3620芯片來(lái)發(fā)展Azure Sphere MCU,從目前的報(bào)導(dǎo)來(lái)看,Microsoft有意以自家品牌推廣此芯片,因?yàn)樾酒獯蛴icrosoft字樣,但估計(jì)為了擴(kuò)大與加速發(fā)展,也會(huì)實(shí)行與Amazon相同政策,即廣泛對(duì)芯片商提供Azure Sphere認(rèn)證,合乎其安全規(guī)范則可使用,或者是授權(quán)芯片電路技術(shù)供他人量產(chǎn)。
Azure Sphere OS未來(lái)發(fā)展
至于Azure Sphere OS方面,Microsoft已坦言是以Linux為基礎(chǔ)所修改成,COMPUTEX展上的Azure Sphere方案解說(shuō)人員表示,未來(lái)有可能將Azure Sphere OS的源代碼開(kāi)放出來(lái),目前仍在封閉階段。
至此有一個(gè)疑問(wèn):Azure Sphere OS需要多少硬件效能與硬件資源才能執(zhí)行?目前這方面的信息尚未完整,但以MT3620芯片來(lái)推敲,至少需要500MHz Cortex-A7、4MB SRAM系統(tǒng)內(nèi)存才行。另外,芯片內(nèi)有個(gè)Pluton(冥王星)安全子系統(tǒng),是另一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)在運(yùn)作,該系統(tǒng)有一個(gè)Cortex-M4F核心,搭配特有的Pluton引擎,來(lái)實(shí)現(xiàn)芯片層面的安全性。
微軟的物聯(lián)網(wǎng)的生態(tài)體系:連網(wǎng)微控制器(MCU)、Linux核心,與Azure Sphere云端服務(wù)
芯片內(nèi)針對(duì)I/O部份也使用2個(gè)Cortex-M4F核心,在Wi-Fi無(wú)線收發(fā)方面則再用一個(gè)晶心科技(Andes)的N9核心。有趣的是,過(guò)去聯(lián)發(fā)科于2014年針對(duì)創(chuàng)客提出的LinkIt Connect 7681,其芯片MT7681的核心就是使用N9,而聯(lián)發(fā)科也有投資晶心。
以4MB內(nèi)存來(lái)看,Azure Sphere OS正好介于Android Things與a:FreeRTOS間,Android Things官方要求32MB~64MB以上內(nèi)存,a:FreeRTOS則是16KB~64KB,看來(lái)科技大廠對(duì)物聯(lián)網(wǎng)前端裝置的終極硬件規(guī)格形貌,仍在嘗試探索中。
小結(jié)
另外,各位可能會(huì)好奇Azure Sphere支持的通訊協(xié)議,就目前所知,似乎僅支持Wi-Fi一類,然而多數(shù)的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)為了加速普及化,多半廣泛支持多種通訊協(xié)議,即便是Apple的HomeKit都支援Wi-Fi與藍(lán)牙(Bluetooth)兩類。因此,Azure Sphere仍在很前期的發(fā)展階段,講究的是三環(huán)節(jié)的完整串連,各環(huán)節(jié)的發(fā)展都很初步,未來(lái)才可能擴(kuò)展延伸強(qiáng)化。
至于云端服務(wù)方面,則是由Microsoft自家的Azure云端服務(wù)提供全程加密,另外前述的各類Azure IoT服務(wù)與軟件也能與之呼應(yīng)。其他的支持項(xiàng)目當(dāng)然也包含Microsoft最知名的程序開(kāi)發(fā)工具Visual Studio。
最后,由于要500MHz Coretex-A7核心、4MB內(nèi)存,筆者估計(jì),短期內(nèi)無(wú)法使用于電池運(yùn)作的物聯(lián)網(wǎng)裝置上。事實(shí)上,現(xiàn)有的Microsoft介紹中,似乎都是暗示電冰箱、洗衣機(jī)等有插頭的家電內(nèi)使用Azure Sphere,或者M(jìn)icrosoft未來(lái)會(huì)再推行適合電池運(yùn)作的Azure Sphere方案。
作者:陸向陽(yáng)
審核編輯:符乾江
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