哪款主流物聯網OS適合你?(下)

作者 : 劉于葦整理,EE Times China

繼上篇分析了物聯網作業系統的發展,並羅列目前國外較夯的物聯網作業系統後,下篇將對現有比較活躍的中國物聯網作業系統進行盤點…

上篇分析了物聯網作業系統的發展,並羅列目前國外較夯的物聯網作業系統後,下篇將對現有比較活躍的中國物聯網作業系統進行盤點。

中國

  • 華為LiteOS

2015年華為LiteOS發佈,2016年9月推出開放原始碼版本。Kernel原始程式碼開放,大小只有10K,是華為針對物聯網領域推出的羽量級物聯網作業系統,是華為物聯網策略的重要組成部分。具備羽量級、低功耗、互連互通、元件豐富、快速開發等關鍵能力。LiteOS基於物聯網領域業務特徵打造領域性技術堆疊,為開發者提供「一站式」完整軟體平台,有效降低開發門檻、縮短開發週期,可廣泛應用於穿戴式裝置、智慧家庭、車聯網、LPWA等領域。

 

 

LiteOS關鍵特性包括低功耗框架、OpenCPU架構、安全性設計、端雲互通零件和SOTA遠端升級等。

  • 華為鴻蒙HarmonyOS (含LiteOS核心)

華為HarmonyOS是一款針對全場景(行動辦公、運動健康、社交通訊、媒體娛樂等)的分散式作業系統。在傳統的單裝置系統能力的基礎上,HarmonyOS提出了基於同一套系統能力、適配多種終端形態的分散式理念,能夠支援多種終端裝置。HarmonyOS的主要特點是分散式,包括軟匯流排、裝置虛擬化、資料管理和任務調度方面。同時具備一次開發,多端部署;統一OS,彈性部署的特點。

 

 

HarmonyOS主要有Linux、HarmonyOS核心、Lite OS三種核心,默認採用LiteOS,而且HarmonyOS核心檔中可以看到liteos-a和liteos-m字樣,可推測HarmonyOS核心對於LiteOS核心具有一定的繼承性。多核心設計可以在支援針對不同資源受限裝置時,選則適合的核心。從另一個角度講,LiteOS核心也不僅限給HarmonyOS使用,支援的硬體甚至比HarmonyOS還豐富些,提供了更多核心案例和移植策略,從程式碼來看,它們都支援Cortex-M核心和Cortex-A核心。

LiteOS和鴻蒙有何不同?

兩者因對產品定位的不同,在對記憶體和資源的消耗上也有不同。LiteOS因為其具有很高的剪裁特性,在硬體資源有限的時候的僅保留核心,可以剪裁到6KB ROM,以及消耗2KB RAM資源,可以說對資源的消耗是低到一定程度,而HarmonyOS為了保證系統性能要求,對硬體的資源則是128K ROM及2MB RAM的要求。

所以LiteOS主打物聯網業務領域,更適合硬體低配置、低成本、低功耗的應用場景;HarmonyOS更適合多媒體互動,需要Js增加開發效率的複雜大應用的場合使用。HarmonyOS目前的開發板支援還是以華為自研晶片為主,LiteOS除了支援華為自研晶片外,還支援了市場上主流的Arm開發學習板。

  • 阿里巴巴AliOS Things

阿里巴巴開發OS起源於行動作業系統YunOS,距今已近10年,後整合升級為AliOS。其中AliOS Things是AliOS家族專門針對物聯網領域、高可裁剪、羽量級的嵌入式作業系統,致力於搭建雲端一體化物聯網基礎裝置。具備極致性能、極簡開發、雲端一體、豐富組建、安全防護等關鍵能力,並支持終端裝置連接到阿里雲Link,可廣泛應用在智慧家居、智慧城市、新出行等領域。

 

 

2017年10月,AliOS Things正式開放。AliOS Things採用微核心架構,能夠將在智慧硬體上運作的軟體容器化和線上化升級,這意味軟硬體可以快速解耦、維運,降低了硬體廠商的生產與維護成本。據阿里巴巴官方介紹,這是一款專用於AIoT智慧裝置的作業系統,具備全新開發模式、線上裁剪工具、應用與核心分離、指令碼語言支援、本地AI框架等特性。另外,AliOS Things也是平頭哥YoC軟體平台的核心。

  • 睿賽德RT-Thread

RT-Thread發佈於2006年,是一個集RTOS核心、中介軟體元件和開發者社區於一體的技術平台,由熊譜翔帶領並集合開源社區力量開發而成。RT-Thread也是一個元件完整豐富、高度可伸縮、簡易開發、超低功耗、高安全性的物聯網作業系統。RT-Thread具備一個物聯網作業系統平台所需的所有關鍵元件,例如GUI、網路通訊協定堆疊、安全傳輸、低功耗元件等等。

 

 

睿賽德官方資料顯示,RT-Thread目前擁有中國最大的嵌入式開源社區,同時被廣泛應用於能源、車載、醫療、消費電子等多個產業,累積裝機量超過8億台,成為中國自主開發、成熟穩定和裝機量最大的開放RTOS。

RT-Thread擁有良好的軟體生態,支援市面上所有主流的編譯工具如GCC、Keil、IAR等,工具鏈完善、友好,支援各類標準介面,如POSIX、CMSIS、C++應用環境、Javascript執行環境等,方便開發者移植各類應用程式。商用支持所有主流MCU架構,如ARM Cortex-M/R/A、MIPS、x86、Xtensa、C-Sky、RISC-V,幾乎支持市場上所有主流的MCU和Wi-Fi晶片。

  • 中移物聯OneOS

OneOS是中國移動針對物聯網領域推出的羽量級作業系統。2018年開始頂層設計,2020年6月正式對外發佈開放版本。該系統具有可裁剪、跨平台、低功耗、高安全等特點,支援Arm Cortex-M/R/A、MIPS、RISC-V等主流CPU架構,相容POSIX、CMSIS等標準介面,支援Micropython語言開發,提供圖形化開發工具,能夠有效提高開發效率並降低開發成本,協助客戶開發穩定可靠、安全易用的物聯網應用。

 

 

OneOS遵循Apache授權2.0版本,個人、企業客戶可以免費在商業產品中使用,不需要公佈原始碼,沒有潛在商業風險。中移物聯網表示,將秉承開放合作的態度,免費為客戶提供適用各種物聯網場景的穩定系統。

  • 騰訊TencentOS tiny

TencentOS tiny是騰訊針對物聯網領域開發的RTOS。具有低功耗、低資源佔用、模組化、安全可靠等特點,可有效提升物聯網終端產品開發效率。

 

 

TencentOS tiny號稱業界最小,只有1.8K,提供精簡的RTOS核心,核心元件可裁剪可配置,可快速移植到多種主流MCU及模組晶片上。基於RTOS核心提供了豐富的物聯網元件,內部整合主流物聯網協定堆疊(如CoAP/MQTT/TLS/DTLS/LoRaWAN/NB-IoT 等),可助力物聯網終端裝置及業務快速接入騰訊雲物聯網平台。

有意思的是,這款作業系統推出不久後,騰訊曾宣佈,TencentOS將於2017年6月28日停止服務。當時的解釋是,「因為協力廠商ROM市場萎縮,TencentOS要退出歷史舞台了。」但面對物聯網市場的前景,2019年9月,騰訊還是宣佈TencentOS tiny開放,希望以此進一步推動其物聯網生態的繁榮。

目前,TencentOS tiny已支援意法半導體、恩智浦、華大半導體、瑞興恒方、國民技術等主流廠商多種晶片和模組。不過,與華為、阿里巴巴強勢且全面的生態佈局相比,騰訊還有很長一段路要走。

  • 慶科MiCO

2014年7月,上海慶科攜手阿里雲發佈了MiCO (Micro-controller based Internet Connectivity Operating System),這是一個針對智慧硬體最佳化設計、運作在MCU上、高度可移植的作業系統和中介軟體開發平台。當時慶科稱,這是中國首款真正意義上的物聯網作業系統。

 

 

作為獨立的系統,MiCO擁有開放架構,並不依賴於MCU型號,同時具有硬體抽象層(HAL)。此外,韌體的應用開放介面已實現多種應用層協議:海爾、美的、AO、Apple MFi、HomeKit、Siri語音控制等。MiCO包括了底層的晶片驅動、無線網路通訊協定、射頻控制技術、安全、應用框架等模組。

MiCO 內含一個針對物聯網裝置的RTOS核心,適合執行在資源受限的微控制裝置上。此外,MiCO 還包含了網路通訊協定堆疊、安全演算法和協定、硬體抽象層、程式設計工具等開發物聯網必不可少的軟體功能包。MiCO 提供 MCU 平台的抽象化,使得基於 MiCO 的應用程式開發不需要關心 MCU 具體件功能的實現,透過 MiCO 中提供的各種程式設計元件快速建構物聯網裝置中的軟體。

  • 翼輝SylixOS

SylixOS是翼輝資訊自主設計研發的大型嵌入式硬RTOS。從2006年便開始開發工作,據中國工信部評估報告,其核心自主化率100%。SylixOS支援對稱多處理器(SMP)平台,具有豐富的檔案系統、網路系統,以及眾多裝置驅動支援,並提供完善的整合式開發環境。應用領域主要有網路裝置、國防安全、工業自動化、軌道交通、電力、醫療、航空航太、汽車電子等。

 

從全球來看,SylixOS作為RTOS的後來者,在設計思路上借鑒了眾多RTOS的設計思想,其中就包括RTEMS、VxWorks、ThreadX等。它的誕生可以擺脫中國一些關鍵性裝置對國外嵌入式作業系統的依賴,為中國的嵌入式資訊技術產業提供新選擇。

為了保證 SylixOS 能夠持續開發,並且吸引大批開發人員參與測試,SylixOS 目前是以公開原始程式碼專案的形式存在。據翼輝官網資料,該作業系統原始碼已經授權給多家中國科研機構,包括中國航太科工集團、中國航太科技集團、龍芯中科、國防科學技術大學等,推出了SylixOS海鷹翼輝、風雲翼輝、龍芯翼輝、麒麟翼輝等發行版本本。

目前中國物聯網作業系統可謂百花齊放,除上述這些,還有新華三的綠洲OS、海爾的UHomeOS、科銀京成的Deltaos、秦簡電腦的DJYOS、致遠電子的AworksOS、中航運算所的AcoreOS、凱思昊鵬的HopenOS…等。但是總體而言,全球物聯網市場大部分還是國外作業系統的天下,特別是較早進入市場的美國公司,比如ThreadX、FreeRTOS、vxWorks等。

小結

目前物聯網作業系統市場上,除了一些老牌國外廠商的產品,其餘十幾種都處在發展初期,產業鏈中並未形成某一個或幾個OS壟斷的環境。對於網際網路大廠這種有生態又不缺錢的主來說,很多還是希望使用自家開發客製的OS,一定程度上也造成了產業內山頭林立,各自為政的態勢。

另一方面,開放原始碼Linux和RTOS還是物聯網市場主流,除具備自家OS外的企業,其餘廠商大多採用具有生態優勢,並且開放、中立的協力廠商作業系統,例如RT-Thread。

作業系統不能作為單一產品而存在,而應該是一個生態系統,需要硬體和軟體發展者的支援。Windows和Android系統們在PC時代和智慧手機時代掌握了先機,形成壟斷,使後來者難以顛覆。

根據BCG波士頓諮詢的市場分析,大約80%的成功者在前5年就獲得了超過50%的市場比重,他們平均使用7年時間達到市場佔有率的峰值,市場佔有率約為80%。反觀失敗者的資料,他們在前5年獲得的市場比重平均值為8%,峰值也僅為13%。比如微軟的Windows Phone和黑莓的作業系統,它們的峰值市場份額僅為15%。

如今,物聯網作業系統市場更多全新的機會正在開啟,舊日霸主未必能在物聯網時代延續霸業,新興玩家們只有抓住時機迅速擴大規模,把握先發優勢,才能佔領物聯網時代的制高點。如果無法快速擴大市場佔有率,可能連參賽的資格都沒有就已出局。

在各種新興市場上,海外企業並沒有絕對優勢,這為中國企業自研作業系統創造了機會。例如智慧硬體和物聯網上佈局廣泛的華為、小米、BAT等中國企業們,也在一定程度上推動了中國國產物聯網作業系統的崛起。

本文原刊登於EE Times China

 

 

 

 

 

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