245
國產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)進入春秋戰(zhàn)國時代，改革與爭霸并存。
放眼國內(nèi)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”
華為鴻蒙 Harmony OS——開源、微內(nèi)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(guān)注。
最新發(fā)布的鴻蒙 OS 2.0，最核心的五大特點為：跨設(shè)備、服務(wù)流轉(zhuǎn)、極速直達、可視可說、隱私安全。據(jù)華為消費者業(yè)務(wù) 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(shè)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(zhì)變”，并且鴻蒙 OS 將從智慧屏擴展到更多智能設(shè)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(yīng)用生產(chǎn)商和智能硬件廠商。華為目前已經(jīng)授權(quán)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(nèi)核。谷歌在開發(fā)下一代微內(nèi)核架構(gòu)的操作系統(tǒng) Fuchsia；蘋果目前雖以宏內(nèi)核為主，但也正在引進微內(nèi)核。
“不管是蘋果手機 iOS 還是 Android，他們都是基于 Linux、Uinux，這樣的內(nèi)核是龐大的，Android 操作系統(tǒng) 1 億行代碼，內(nèi)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(nèi)核中 8%的代碼，如此龐大和冗余的設(shè)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(nèi)核的面向全場景的分布式操作系統(tǒng)。”這也就是說，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(yīng)用場景中可以看出，目前主要針對智能家居領(lǐng)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(gòu)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(gòu)中，主要有 Linux、鴻蒙微內(nèi)核、Lite OS 三種內(nèi)核，而未來鴻蒙微內(nèi)核將是鴻蒙 OS 的唯一內(nèi)核。那么，此次發(fā)布的針對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)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(nèi)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(shè)備端的 OS 實在是“不務(wù)正業(yè)”，理由是：如果針對手機等富媒體設(shè)備開發(fā)微內(nèi)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(shè)備，鴻蒙沒戲。
潑涼水者最不看好的是華為構(gòu)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(lǐng)域產(chǎn)品，N 則是泛 IoT 硬件構(gòu)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(gòu)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(nèi)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(nèi)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(shè)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(lǐng)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(yīng)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(nèi)核架構(gòu)，能夠?qū)⒃谥悄苡布线\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(shè)備的操作系統(tǒng)，具備全新開發(fā)模式、在線裁剪工具、應(yīng)用與內(nèi)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(shù)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(gòu) 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(shù)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(jié)合，加速應(yīng)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(lǐng)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(nèi)容生態(tài)領(lǐng)域，年內(nèi)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。
騰訊 TencentOS tiny——開源、精簡 RTOS 內(nèi)核、可接入騰訊云
TencentOS tiny 是騰訊面向物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)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(nèi)核，內(nèi)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?；?RTOS 內(nèi)核提供了豐富的物聯(lián)網(wǎng)組件，內(nèi)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(shè)備及業(yè)務(wù)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(wù)。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(shù)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(nèi)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(shè)備數(shù)量，還是 AIoT 品類的多樣性，都領(lǐng)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(wù)能力，談小米 AIOT 架構(gòu)的話，整個組織的架構(gòu)比技術(shù)架構(gòu)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(shù)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(shè)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(shù)和系統(tǒng)架構(gòu)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(yīng)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(lǐng)導者，小米形成的規(guī)?；?wù)機制，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(luò)規(guī)模效應(yīng)，為小米整合各種內(nèi)外商業(yè)要素、調(diào)動整個價值鏈創(chuàng)造著高頻的空間。這應(yīng)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(shù)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(shù)與商業(yè)模式的共同驅(qū)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(gòu)建一個新系統(tǒng)顯得是“沒必要”，但是今非昔比，基礎(chǔ)技術(shù)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(shù)公司的京東，走的就是從底層技術(shù)而起，來搭建整體架構(gòu)的模式。京東希望通過從底層控制設(shè)備的接入、通行和場景聯(lián)結(jié)，以及服務(wù)平臺，更好地提供數(shù)據(jù)的整合和場景的服務(wù)，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(wù)組件，內(nèi)置京東智聯(lián)云物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和協(xié)議，提供包括配網(wǎng)、設(shè)備控制、OTA 升級、安全認證及策略等全套物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。
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(wù)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(nèi)核、中間件組件和開發(fā)者社區(qū)于一體的技術(shù)平臺，在 RTOS 領(lǐng)域中，國外的 FreeRTOS、uC/OS、RTX、QNX、VxWorks 等都比較盛行，而國內(nèi)的代表就是 RT-Thread。
不同于華為對于微內(nèi)核的追逐，睿賽德電子最新推出的 RT-Thread Smart，則是定位于面向?qū)崟r應(yīng)用場合的高性能混合微內(nèi)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(nèi)核與宏內(nèi)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(nèi)核相當于將內(nèi)核的功能，都組合在一個內(nèi)核態(tài)進程中完成。而微內(nèi)核將許多在宏內(nèi)核中的模塊移出內(nèi)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(nèi)核各功能模塊處于同一個地址空間，相互調(diào)用效率很高，弊端是體積太大，不利于在移動設(shè)備上進行部署；微內(nèi)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(nèi)存的方式，把交換的數(shù)據(jù)內(nèi)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(luò)協(xié)議棧再放回到內(nèi)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(yīng)用場景中，例如網(wǎng)關(guān)多種協(xié)議間的格式轉(zhuǎn)換、安防需要快速啟動、高端處理器由于帶 MMU（Memory Management Unit，內(nèi)存管理單元），功能復雜，Linux 越來越龐大，傳統(tǒng)的 IoT OS 應(yīng)用與內(nèi)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(nèi)的 AIoT 市場，一方面要求智能終端具有圖形交互、應(yīng)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(shù)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(shù)開發(fā)平臺必須盡快從單一的 RTOS 內(nèi)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(yīng)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(chǔ)，也決定了 RT-Thread 未來的想象空間。
結(jié)語
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(lǐng)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。
