2018年,物聯(lián)網(wǎng)對(duì)行業(yè)的深度變革已轟然開(kāi)啟。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的質(zhì)與量將進(jìn)入全面爆發(fā)期。物聯(lián)網(wǎng)智庫(kù)作為物聯(lián)網(wǎng)全周期觀察者和信息服務(wù)聚焦中心,被產(chǎn)業(yè)推動(dòng),亦將反哺于產(chǎn)業(yè)升級(jí)。自2016年起,物聯(lián)網(wǎng)智庫(kù)每年一度推出《全國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)全景圖譜》,為從業(yè)者提供物聯(lián)網(wǎng)全視角跟蹤和分析,切實(shí)踐行物聯(lián)網(wǎng)業(yè)內(nèi)的信息對(duì)稱(chēng)化。
然而,隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)狂奔式升級(jí),一年一度的全景圖譜發(fā)布,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足不了高歌猛進(jìn)的發(fā)展速度和企業(yè)訴求。基于上述事實(shí),《全國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)全景圖譜》決定進(jìn)行重大改版升級(jí):
(1)一年一度的靜態(tài),將濃縮為更短周期的“動(dòng)態(tài)更新”;
(2)大而全的企業(yè)收錄方式,將嵌入符合產(chǎn)業(yè)事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的篩選標(biāo)準(zhǔn),弱水三千,只取優(yōu)上;
(3)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的基本信息收錄,將升級(jí)為更豐富更深度的信息整合與加工;
(4)對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)全版塊的關(guān)注,將升級(jí)為側(cè)重關(guān)注重點(diǎn)領(lǐng)域、潛力賽道的權(quán)重分配。
首次被翻牌的重點(diǎn)版塊包括:物聯(lián)網(wǎng)芯片(計(jì)算芯片、通信芯片為主)、授權(quán)頻譜物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、非授權(quán)頻譜物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、 物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)PaaS云平臺(tái)、公用事業(yè)、智能安防攝像頭、智能家居、 智慧消防、智慧物流、智能門(mén)鎖、智能照明等十余個(gè)技術(shù)類(lèi)別/垂直領(lǐng)域。
物聯(lián)網(wǎng)智庫(kù)將持續(xù)發(fā)布上述領(lǐng)域的企業(yè)信息的簡(jiǎn)版匯總。如果因?yàn)槲覀兊氖杪e(cuò)過(guò)了哪些物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)上企業(yè),煩請(qǐng)聯(lián)系我們,不吝賜教。
物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)作為物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代戰(zhàn)略的制高點(diǎn),引來(lái)了眾多企業(yè)的參與和布局。1980年RT操作系統(tǒng)的kernel誕生;到了1990年有了RT操作系統(tǒng);2000年之后開(kāi)源的Linux開(kāi)始風(fēng)行;2010年的Android主導(dǎo)了移動(dòng)終端市場(chǎng)并輻射嵌入式應(yīng)用; 而如今,物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)時(shí)代如約來(lái)臨。幾乎以十年為一屆的的時(shí)代變革之風(fēng)吹起了眾多的科技企業(yè),在操作系統(tǒng)生態(tài)建設(shè)的同時(shí),也成就了偉大的科技公司。谷歌、蘋(píng)果、微軟等無(wú)一不是如此,在個(gè)人電腦走向千家萬(wàn)戶(hù)時(shí),微軟抓住了機(jī)會(huì),成為電腦操作系統(tǒng)霸主。在智能手機(jī)成為隨身必備之物時(shí),谷歌和蘋(píng)果抓住了機(jī)會(huì),成為手機(jī)操作系統(tǒng)市場(chǎng)雙雄。
然而,在物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的初期,由于碎片化的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用以及多樣化的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備,促使物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)并沒(méi)有像PC或手機(jī)操作系統(tǒng)一樣,很快統(tǒng)一,形成1家或2家公司制霸的格局。隨著物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的不斷發(fā)展,2014年左右,大批的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)服務(wù)商開(kāi)始涌現(xiàn),其中不乏芯片領(lǐng)域、互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域、ICT領(lǐng)域的行業(yè)巨頭,當(dāng)然也少不了一大波初創(chuàng)企業(yè)和一些傳統(tǒng)的嵌入式操作系統(tǒng)提供商前仆后繼!
目前,物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)尚未有明確的定義,但在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備不斷增加的背景下,已經(jīng)迎來(lái)了多種路徑的發(fā)展。
一條是基于Linux、Android、iOS等操作系統(tǒng)進(jìn)行裁剪和定制,來(lái)適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)接入設(shè)備的需求;
另一條技術(shù)路線是以傳統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為基礎(chǔ),通過(guò)增加設(shè)備聯(lián)網(wǎng)等功能,滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)接入設(shè)備互聯(lián)需求,形成新的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng);
第三條技術(shù)路線則是面向物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的新型操作系統(tǒng)。
本篇文章將梳理介紹芯片商、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商、軟件提供商、ICT服務(wù)商以及創(chuàng)新型企業(yè)從不同角度切入打造的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng):
(注:上圖無(wú)單獨(dú)操作系統(tǒng)logo的,以企業(yè)logo代替)
mbed OS
擁有者:ARM
名稱(chēng):mbed OS
網(wǎng)址:www.arm.com/products/iot/mbed-os
ARM?mbed?操作系統(tǒng)是一種專(zhuān)為物聯(lián)網(wǎng)(IoT)中的“物體”設(shè)計(jì)的開(kāi)源嵌入式操作系統(tǒng)。該操作系統(tǒng)包含基于ARM Cortex-M微控制器開(kāi)發(fā)連接產(chǎn)品所必需的全部功能,非常適合涉及智能城市、智能家庭和穿戴式設(shè)備等領(lǐng)域的應(yīng)用程序。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),Mbed是一個(gè)開(kāi)發(fā)平臺(tái),一個(gè)基于ARM cortex M系列的單片機(jī)開(kāi)發(fā)平臺(tái)。
mbed操作系統(tǒng)可提供核心操作系統(tǒng)、穩(wěn)健的安全基礎(chǔ)、基于標(biāo)準(zhǔn)的通信功能以及針對(duì)傳感器、I/O設(shè)備和連接性開(kāi)發(fā)的驅(qū)動(dòng)程序,能夠加快從初始創(chuàng)意到部署產(chǎn)品的這一進(jìn)程。mbed操作系統(tǒng)是模塊化的可配置軟件堆棧,有助于您輕松針對(duì)目標(biāo)開(kāi)發(fā)設(shè)備對(duì)其進(jìn)行自定義,以及通過(guò)排除不必要的軟件組件降低內(nèi)存要求。
早在嵌入式設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)之前,傳統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)就已設(shè)計(jì)出來(lái)。 因此,這類(lèi)操作系統(tǒng)無(wú)法解決針對(duì)IoT設(shè)備的新要求。相比而言,mbed操作系統(tǒng)是專(zhuān)為IoT設(shè)備而特別構(gòu)建。設(shè)計(jì)圍繞著IoT設(shè)備的五個(gè)核心原則:安全性、連接性、可管理性、效率和生產(chǎn)率。
Android things/Brillo、Fuchsia
擁有者:谷歌
名稱(chēng):Android things、Fuchsia
網(wǎng)址:https://developer.android.com/things/
Android Things是谷歌為Google Brillo更改名稱(chēng)后的新版系統(tǒng),后者是谷歌在2015年宣布的一款物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)。盡管Brillo的核心是Android系統(tǒng),但是它的開(kāi)發(fā)和部署明顯不同于常規(guī)Android開(kāi)發(fā)。Brillo把C++作為主要開(kāi)發(fā)環(huán)境,而Android Things則面向所有Java開(kāi)發(fā)者,不管開(kāi)發(fā)者有沒(méi)有移動(dòng)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。
Android Things平臺(tái)架構(gòu)
Android Things整合了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通訊平臺(tái)Weave,Weave SDK將嵌入到設(shè)備中進(jìn)行本地和遠(yuǎn)程通訊。Weave Server是用來(lái)處理設(shè)備注冊(cè)、命令傳送、狀態(tài)存儲(chǔ)以及與谷歌助手等谷歌服務(wù)整合的云服務(wù)。
從硬件資源的角度來(lái)看,Android Things屬于土豪級(jí)的系統(tǒng),動(dòng)輒上百M(fèi)B的內(nèi)存顯然不適合單片機(jī),這也正常,因?yàn)樗闹饕?jìng)爭(zhēng)對(duì)手其實(shí)是Windows 10 IoT。
2016年8月份,有消息說(shuō)谷歌正在“悄悄”開(kāi)發(fā)一款全新的操作系統(tǒng),命名為“Fuchsia”。Pink + Purple == Fuchsia (a new Operating System)”,意思就是粉色加紫色等于Fuchsia,一個(gè)全新的操作系統(tǒng),也被網(wǎng)友們戲稱(chēng)為緋紅色的小妖精。
出乎意料的是它沒(méi)有基于Linux內(nèi)核,而是基于一種叫Magenta的內(nèi)核,Magenta是一個(gè)基于‘LittleKernel’(LK)的項(xiàng)目,LK是一個(gè)主要針對(duì)小型系統(tǒng)以及嵌入式應(yīng)用的輕量級(jí)內(nèi)核,適合硬件處理能力較弱的情況下使用,但是Magenta比LK要強(qiáng)大很多。
雖然Android占了移動(dòng)設(shè)備端的大半江山,但Android仍然存在不少問(wèn)題,比如:碎片化問(wèn)題嚴(yán)重,在大屏幕設(shè)備上表現(xiàn)糟糕,以及被很多用戶(hù)詬病的卡頓與體驗(yàn)問(wèn)題。雖然卡頓的本質(zhì)原因是很多無(wú)良應(yīng)用的后臺(tái)互相喚醒,無(wú)節(jié)制的權(quán)限、內(nèi)存使用等,但是這也恰恰反映了Android的底層架構(gòu)設(shè)計(jì)是有瑕疵的。所以谷歌想著干脆拋棄Linux,開(kāi)發(fā)自己的Fuchsia,同時(shí)還避開(kāi)了GPL。
媒體猜測(cè),F(xiàn)uchsia的內(nèi)核是為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備而設(shè)計(jì)的,所以這有可能是谷歌研發(fā)的一款輕量級(jí)物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)。
Windows 10 IoT Core
擁有者:微軟
名稱(chēng):Windows 10 IoT Core
網(wǎng)址:developer.microsoft.com/en-us/windows/iot
Windows 10 IoT是面向各種智能設(shè)備的Windows 10版本系列,涵蓋了從小的行業(yè)網(wǎng)關(guān)到大的更復(fù)雜的設(shè)備(如銷(xiāo)售點(diǎn)終端和ATM),種類(lèi)繁多。結(jié)合最新的Microsoft開(kāi)發(fā)工具和Azure IoT服務(wù),合作伙伴可以收集、存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù),從而打造可行的商業(yè)智能和有效的業(yè)務(wù)結(jié)果。在構(gòu)建基于Windows 10 IoT的解決方案后,合作伙伴將在利用一系列Microsoft技術(shù)提供端到端的解決方案時(shí)發(fā)現(xiàn)更多機(jī)會(huì)。
由于Windows 10 for IoT是全新產(chǎn)品,它在用戶(hù)群和經(jīng)驗(yàn)豐富的開(kāi)發(fā)者方面顯然落后于其他許多物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)。話(huà)雖如此,這款操作系統(tǒng)大有潛力,如果你想在內(nèi)部開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序,更是如此。最終,那些習(xí)慣于使用Visual Studio和Azure物聯(lián)網(wǎng)服務(wù),針對(duì)Windows從事開(kāi)發(fā)工作的人會(huì)被整套的Windows 10 for IoT方案吸引過(guò)去。
微軟更強(qiáng)調(diào)在Windows 10提出的Windows One策略,即希望一個(gè)Windows適應(yīng)所有的設(shè)備和屏幕。并為用戶(hù)及開(kāi)發(fā)人員提供一致的體驗(yàn)。
這種方式使該系統(tǒng)具有強(qiáng)大的功能,但是,勢(shì)必導(dǎo)致其體量過(guò)大。目前Windows IoT Core提供兩個(gè)版本,分別針對(duì)有顯示屏和無(wú)顯示屏兩種場(chǎng)景(有頭和無(wú)頭模式headed or headless mode)。無(wú)頭模式需要256MB內(nèi)存和2GB存儲(chǔ),有頭模式需要512MB內(nèi)存和2GB存儲(chǔ)。
Tizen
擁有者:三星
名稱(chēng):Tizen
網(wǎng)址:developer.tizen.org/development/iot-preview/getting-started
Tizen是基于HTML5的開(kāi)源標(biāo)準(zhǔn)軟件平臺(tái)。它面向智能手機(jī)、平板、車(chē)載信息、智能電視、筆記本電腦,客戶(hù)可以在設(shè)備之間盡享創(chuàng)新的操作系統(tǒng)、應(yīng)用和用戶(hù)體驗(yàn),而且Tizen支持原始設(shè)備創(chuàng)造商。
三星在Android系統(tǒng)嘗到了甜頭后,在幾年前道明自己要開(kāi)發(fā)Tizen系統(tǒng),這一件事也是幾經(jīng)波折。自2011年英特爾和Linux基金會(huì)宣布致力于研發(fā)Tizen到2012年1月17日三省宣布將Bada集成至Tizen,從搭載Tizen系統(tǒng)的Galaxy Gear智能手表的推出到三星宣布2015年旗下智能電視采用Tizen系統(tǒng)。
三星電子開(kāi)發(fā)的這款物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng),事實(shí)上是一款簡(jiǎn)化版的Tizen操作系統(tǒng),后者目前已被應(yīng)用于三星電子的智能手機(jī)和電視機(jī)當(dāng)中。依據(jù)三星電子的計(jì)劃,包括電冰箱、電烤箱、洗衣機(jī)等家電和燈泡等,都將有可能采用這款操作系統(tǒng)。
AliOS-Things
擁有者:阿里
名稱(chēng):AliOS-Things
網(wǎng)址:www.alios.cn/things
AliOS Things是面向IoT領(lǐng)域的輕量級(jí)物聯(lián)網(wǎng)嵌入式操作系統(tǒng)。致力于搭建云端一體化IoT基礎(chǔ)設(shè)備。具備極致性能,極簡(jiǎn)開(kāi)發(fā)、云端一體、豐富組件、安全防護(hù)等關(guān)鍵能力,并支持終端設(shè)備連接到阿里云Link,可廣泛應(yīng)用在智能家居、智慧城市、新出行等領(lǐng)域。
極簡(jiǎn)開(kāi)發(fā)
基于Linux平臺(tái),提供MCU虛擬化環(huán)境,開(kāi)發(fā)者直接在Linux平臺(tái)上開(kāi)發(fā)硬件無(wú)關(guān)的IoT應(yīng)用和軟件庫(kù),使用GDB/Valgrind/SystemTap等PC平臺(tái)工具診斷開(kāi)發(fā)問(wèn)題;
提供IDE,支持系統(tǒng)/內(nèi)核行為T(mén)race、Mesh組網(wǎng)圖形化顯示;
提供Shell交互,支持內(nèi)存踩踏、泄露、最大棧深度等各類(lèi)偵測(cè);
提供面向組件的編譯系統(tǒng)以及Cube工具,支持靈活組合IoT產(chǎn)品軟件棧;
提供包括存儲(chǔ)(掉電保護(hù)、負(fù)載均衡)在內(nèi)的各類(lèi)產(chǎn)品級(jí)別的組件。
即插即用的連接和豐富服務(wù)
支持umesh即插即用網(wǎng)絡(luò)技術(shù),設(shè)備上電自動(dòng)連網(wǎng);
通過(guò)Alink與阿里云計(jì)算IoT服務(wù)無(wú)縫連接。
細(xì)顆粒度的FOTA更新
支持應(yīng)用代碼獨(dú)立編譯映像,IoT App獨(dú)立極小映像升級(jí);
支持映像高度壓縮。
徹底全面的安全保護(hù)
提供系統(tǒng)和芯片級(jí)別安全保護(hù);
支持可信運(yùn)行環(huán)境(支持ARMV8-M Trust Zone);
支持預(yù)置ID2根身份證和非對(duì)稱(chēng)密鑰以及基于ID2的可信連接和服務(wù)。
高度優(yōu)化的性能
內(nèi)核支持Idle Task成本,Ram<1K,Rom<2k,提供硬實(shí)時(shí)能力;
提供YLOOP事件框架以及基于此整合的核心組件,避免棧空間消耗,核心架構(gòu)良好支持極小FootPrint的設(shè)備。
解決IoT實(shí)際問(wèn)題的特性演進(jìn)
更好的云端一體融合優(yōu)化,更簡(jiǎn)單的開(kāi)發(fā)體驗(yàn),更安全,更優(yōu)整體性能和算法支持,更多的特性演進(jìn)。
Lite OS
擁有者:華為
名稱(chēng):Lite OS
網(wǎng)址:www.huawei.com/minisite/liteos/cn/
華為物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)Huawei LiteOS是華為面向物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域開(kāi)發(fā)的一個(gè)基于實(shí)時(shí)內(nèi)核的輕量級(jí)操作系統(tǒng)。本項(xiàng)目屬于華為物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)Huawei LiteOS基礎(chǔ)內(nèi)核源碼,現(xiàn)有代碼支持任務(wù)調(diào)度,內(nèi)存管理,中斷機(jī)制,隊(duì)列管理,事件管理,IPC機(jī)制,時(shí)間管理,軟定時(shí)器以及雙向鏈表等常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
Huawei LiteOS的代碼將以BSD 3-Clause License,除非華為另選其他許可證(“可適用的許可證”)。
Lite OS目前世界上最輕量級(jí)的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng),其系統(tǒng)體積輕巧到10KB級(jí),具備零配置、自組網(wǎng)、跨平臺(tái)的能力,可廣泛應(yīng)用于智能家居、穿戴式、工業(yè)等領(lǐng)域。由于LiteOS實(shí)行開(kāi)源,合作伙伴便可以快速構(gòu)建自己的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品,這將讓智能硬件的開(kāi)發(fā)變得更加簡(jiǎn)單,從而加快實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物的互聯(lián)互通。Lite OS的模式與牛津大學(xué)研究人員發(fā)明的Contiki系統(tǒng)、加州大學(xué)伯克利分校發(fā)明的TinyOS相似,同樣具備輕量化、開(kāi)源的特性。
LiteOS操作系統(tǒng)具有能耗最低,體積最小、響應(yīng)最快的特點(diǎn),已推出全開(kāi)放開(kāi)源社區(qū),提供芯片、模塊和開(kāi)源硬件板,如海思的PLC芯片HCT3911、媒體芯片3798M/C、IPCamera芯片Hi3516A,以及LTE-M芯片等(開(kāi)發(fā)者也可以選擇第三方芯片,如STM32等)。
LiteOS主要應(yīng)用于智能家居、穿戴式、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、智能抄表、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等IoT領(lǐng)域的智能硬件上,數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)控制等是其典型使用環(huán)境。
綠洲OS
擁有者:新華三
名稱(chēng):綠洲OS
網(wǎng)址:www.h3c.com/cn/Products___Technology/Technology/LvZhouOS/
綠洲OS是新華三面向IoT領(lǐng)域,自主研發(fā)、免費(fèi)開(kāi)源的統(tǒng)一物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)和中間件平臺(tái),具有安全性、輕量級(jí)、低功耗、實(shí)時(shí)快速、開(kāi)放性和互聯(lián)互通等關(guān)鍵能力,為開(kāi)發(fā)者提供一站式完整軟件平臺(tái),有效降低開(kāi)發(fā)門(mén)檻,大大縮短了開(kāi)發(fā)周期。綠洲OS可用于智慧城市、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、校園、醫(yī)院、可穿戴等IoT領(lǐng)域的智能硬件設(shè)備上承載,從而形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式上傳至綠洲云平臺(tái)。
UHomeOS
擁有者:海爾
名稱(chēng):UHomeOS
網(wǎng)址:www.haieruplus.com/uhomeos.htm
UHomeOS框架圖
UHomeOS操作系統(tǒng)基于硬件模塊融合互聯(lián)互通、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)成果,集結(jié)智能家居行業(yè)生態(tài)服務(wù)資源,提供跨場(chǎng)景、全兼容、多資源、高安全的基礎(chǔ)操作環(huán)境,以家庭用戶(hù)為中心,串聯(lián)起人、家電、服務(wù)三張網(wǎng),賦能家電,讓家電理解用戶(hù)需求,主動(dòng)為用戶(hù)提供個(gè)性化生態(tài)場(chǎng)景服務(wù),提升用戶(hù)體驗(yàn)。
HelloX
名稱(chēng):HelloX
網(wǎng)址:暫缺
HelloX是由國(guó)內(nèi)操作系統(tǒng)愛(ài)好者開(kāi)發(fā)的完全開(kāi)源物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng),HelloX操作系統(tǒng)也符合物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)。
HelloX分層架構(gòu)
最下方是驅(qū)動(dòng)程序?qū)樱瑢?shí)現(xiàn)了大多數(shù)常見(jiàn)硬件的驅(qū)動(dòng)支持,包括USB,以太網(wǎng),SPI/UART等等。嚴(yán)格來(lái)說(shuō),驅(qū)動(dòng)程序?qū)討?yīng)該屬于內(nèi)核的一部分。在HelloX的實(shí)現(xiàn)中,為了突出HelloX豐富的驅(qū)動(dòng)支持的特點(diǎn),把驅(qū)動(dòng)程序單獨(dú)拿出來(lái),作為一個(gè)層次展示。
在驅(qū)動(dòng)層之上,是內(nèi)核層。內(nèi)存管理,任務(wù)調(diào)度等機(jī)制,都是在內(nèi)核中實(shí)現(xiàn)的。與其它物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)基于Linux內(nèi)核定制的思路不同,HelloX的內(nèi)核是根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的特征,完全全新開(kāi)發(fā)的。內(nèi)核中各模塊之間是松耦合的,可以根據(jù)需要,靈活的裁剪或者增加任何內(nèi)核模塊,這樣就確保了內(nèi)核的可伸縮性,能夠滿(mǎn)足多種多樣的碎片化硬件需求。也可以根據(jù)需要,替換內(nèi)核中的缺省模塊或者算法,比如可以采用自定義的任務(wù)調(diào)度算法,替換內(nèi)核中缺省的基于優(yōu)先級(jí)輪詢(xún)的調(diào)度算法。也可以采用更加實(shí)時(shí)的內(nèi)存分配算法(比如固定尺寸鏈表法),來(lái)替換內(nèi)核中缺省的空閑鏈表內(nèi)存分配算法,等等。對(duì)于MMU的支持,HelloX也是作為可選模塊來(lái)實(shí)現(xiàn),裁剪掉MMU功能,不會(huì)對(duì)系統(tǒng)中的其它模塊產(chǎn)生任何功能上的影響(但是內(nèi)存保護(hù),虛擬內(nèi)存等機(jī)制就不能用了)。
在內(nèi)核層之上,是外圍組件層。HelloX提供了包括網(wǎng)絡(luò),文件系統(tǒng),系統(tǒng)調(diào)用等在內(nèi)的多種多樣的外圍組件,供物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)調(diào)用。
目前的HelloX,移植IoTivity物聯(lián)網(wǎng)協(xié)同框架,作為自己的協(xié)同框架。未來(lái)根據(jù)需要,HelloX會(huì)開(kāi)發(fā)更加靈活的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)同框架,與HelloX捆綁使用。
基于這些基本組件和功能,可以基于HelloX操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)廣泛的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,比如家庭網(wǎng)關(guān),智能攝像頭,智慧家庭中的家電設(shè)備,抄表,e-Health等。目前HelloX已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了同多個(gè)物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的對(duì)接和集成。
SylixOS
擁有者:翼輝信息
名稱(chēng):SylixOS
網(wǎng)址:www.sylixos.com
SylixOS是一款嵌入式硬實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),同其類(lèi)似的操作系統(tǒng),全球比較知名的還有VxWorks(主要應(yīng)用于航空航天、軍事與工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域)、RTEMS(起源于美國(guó)國(guó)防部導(dǎo)彈與火箭控制實(shí)時(shí)系統(tǒng))、ThreadX(主要應(yīng)用于航空航天與數(shù)碼通訊)等。
從全球范圍上看,SylixOS作為實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的后來(lái)者,在設(shè)計(jì)思路上借鑒了眾多實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想,其中就包括RTEMS、VxWorks、ThreadX等,使得具體性能參數(shù)上達(dá)到或超過(guò)了眾多實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的水平,成為國(guó)內(nèi)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的最優(yōu)秀代表之一。
μT/OS
擁有者:大連悠龍軟件
名稱(chēng):μT/OS
網(wǎng)址:github.com/TenuxOS
大連悠龍軟件科技有限公司從2008年開(kāi)始借鑒谷歌在Android上的成功商業(yè)模式,以μT-Kernel規(guī)范為基礎(chǔ),2009年底在世界上第一個(gè)研發(fā)出支持Cortex M3和μT-Kernel規(guī)范的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核,后來(lái)逐漸加上Linux上的成熟輕量級(jí)開(kāi)源中間件,推出了中國(guó)人自己的物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)源實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)——μTenux,在μTenux中遵循μT-Kernel規(guī)范的內(nèi)核被命名為μT/OS。
μTenux支持CortexM0/3/4、ARMV4T、ARMV5E等多種32位內(nèi)核微控制器,在2010年和2011年陸續(xù)成為ATMEL和ARM公司全球操作系統(tǒng)戰(zhàn)略合作伙伴。
uT/OS V3.0,支持ST全系列Nucleo板子,支持STM32 Cube庫(kù),支持動(dòng)態(tài)下載程序,增加安全API。
Elastos
擁有者:亦來(lái)云
名稱(chēng):Elastos
網(wǎng)址:www.elastos.org
Elastos OS操作系統(tǒng)是一個(gè)基于C++構(gòu)件技術(shù)(CAR),支撐多種應(yīng)用類(lèi)型(C++, Android JAVA, HTML5/JS),且面向個(gè)人云存儲(chǔ)及家庭云物聯(lián)網(wǎng)和家庭云互聯(lián)網(wǎng)的智能終端操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)將用于智能電視、個(gè)人云存儲(chǔ)終端與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用終端等多種設(shè)備,力圖構(gòu)筑一個(gè)較為完整的智能家庭環(huán)境。
TreeOS
擁有者:光輪電子
名稱(chēng):TreeOS
網(wǎng)址:www.treeos.com/index.php#TreeOS
TreeOS是一種無(wú)核的、軟件構(gòu)件化的、實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng),是一種新型的操作系統(tǒng)。
TreeOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)看成由兩部分組成:第一部分:設(shè)計(jì)軟件架構(gòu)方法,也是構(gòu)件化方法;第二部分:軟件構(gòu)件庫(kù)。
以下總結(jié)了TreeOS的一些特點(diǎn):
一個(gè)可適用于各種單片機(jī)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng);
一個(gè)真正適用于51單片機(jī)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng);
一個(gè)采用軟件構(gòu)件化技術(shù)的新型操作系統(tǒng)
一個(gè)帶有驅(qū)動(dòng)程序庫(kù)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng);
一個(gè)可自動(dòng)幫你完成70~90%軟件開(kāi)發(fā)任務(wù)的操作系統(tǒng);
一個(gè)非常原理簡(jiǎn)單、通用的單片機(jī)操作系統(tǒng)。
TreeOS填補(bǔ)了中低檔單片機(jī)無(wú)適用操作系統(tǒng)的市場(chǎng)空白。由于采用軟件構(gòu)件化技術(shù),使我們可以進(jìn)一步開(kāi)發(fā)出能夠幫助工程師編程的軟件機(jī)器人,這就是AlphaMCU。通過(guò)輕點(diǎn)鼠標(biāo),你就可以輕松完成整個(gè)項(xiàng)目軟件的70~90%代碼(定制化操作系統(tǒng))!而且這些代碼都是產(chǎn)品級(jí)的。你所要做的只是編寫(xiě)剩余的用戶(hù)代碼。
TreeOS目前已成功應(yīng)用在MCS51、STC、AVR、MSP430、STM8、STM32等多種單片機(jī)上。由于在場(chǎng)景中采用了前后臺(tái)系統(tǒng),這種做法比較適合單片機(jī)使用。但實(shí)際上,TreeOS并無(wú)具體針對(duì)某一類(lèi)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(構(gòu)件庫(kù)可能不同)。因此TreeOS同樣可適用于任何其它符合其設(shè)計(jì)要求的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),比如ARM7或PC機(jī)。
TreeOS的應(yīng)用范圍包括:工業(yè)控制、儀器儀表、汽車(chē)電子、民用電器、 醫(yī)療儀器、通訊等多個(gè)行業(yè)。
擁有者:睿賽德
名稱(chēng):RT-Thread
網(wǎng)址:www.rt-thread.org
RT-Thread是一個(gè)來(lái)自中國(guó)的開(kāi)源物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng),它提供了非常強(qiáng)的可伸縮能力:從一個(gè)可以運(yùn)行在ARM Cortex-M0芯片上的極小內(nèi)核,到中等的ARM Cortex-M3/4/7系統(tǒng),甚至是運(yùn)行于MIPS32、ARM Cortex-A系列處理器上,系統(tǒng)功能豐富,其項(xiàng)目源代碼托管在GitHub repo上。
RT-Thread包含了一個(gè)自有的、傳統(tǒng)的硬實(shí)時(shí)內(nèi)核:可搶占的多任務(wù)實(shí)時(shí)調(diào)度器、信號(hào)量、互斥量、郵箱、消息隊(duì)列、信號(hào)等。當(dāng)然,它和傳統(tǒng)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)還存在著三種不同:
設(shè)備驅(qū)動(dòng)框架;
軟件組件;
應(yīng)用模塊
設(shè)備驅(qū)動(dòng)框架更類(lèi)似一套驅(qū)動(dòng)框架,涉及到UART,IIC,SPI,SDIO,USB從設(shè)備/主設(shè)備,EMAC,NAND閃存設(shè)備等。它會(huì)把這些設(shè)備驅(qū)動(dòng)中的共性抽象/抽取出來(lái),而驅(qū)動(dòng)工程師只需要按照固定的模式實(shí)現(xiàn)少量的底層硬件操作及板級(jí)配置。通過(guò)這樣的方式,讓一個(gè)硬件外設(shè)更容易地對(duì)接到RT-Thread系統(tǒng)中,并獲得RT-Thread平臺(tái)上的完整軟件棧功能。
軟件組件是位于RT-Thread內(nèi)核上的軟件單元,例如命令行(finsh/msh shell),虛擬文件系統(tǒng)(FAT,YAFFS,UFFS,ROM/RAM文件系統(tǒng)等),TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧(lwIP),Libc/POSIX標(biāo)準(zhǔn)層等。一般的,一個(gè)軟件組件放置于一個(gè)目錄下,例如RT-Thread/components目錄下的文件夾,并且每個(gè)軟件組件通過(guò)一個(gè)SConscript文件來(lái)描述并被添加到RT-Thread的構(gòu)建系統(tǒng)中。當(dāng)系統(tǒng)配置中開(kāi)啟了這一軟件組件時(shí),這個(gè)組件將被編譯并鏈接到最終的RT-Thread固件中。
注:隨著RT-Thread 3.0中的包管理器開(kāi)啟,越來(lái)越多的軟件組件將以package方式出現(xiàn)在RT-Thread平臺(tái)中。而RT-Thread平臺(tái)更多的是指:
RT-Thread內(nèi)核;
shell命令行;
虛擬文件系統(tǒng);
TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧;
設(shè)備驅(qū)動(dòng)框架;
Libc/POSIX標(biāo)準(zhǔn)層。
更多的IoT軟件包則以package方式被添加到RT-Thread系統(tǒng)中。
應(yīng)用模塊,或者說(shuō)用戶(hù)應(yīng)用(User Application,UA)是一個(gè)可動(dòng)態(tài)加載的模塊:它可以獨(dú)立于RT-Thread固件而單獨(dú)編譯。一般的,每個(gè)UA都包含一個(gè)main函數(shù)入口;一個(gè)它自己的對(duì)象容器,用于管理這個(gè)應(yīng)用的任務(wù)/信號(hào)量/消息隊(duì)列等內(nèi)核對(duì)象,創(chuàng)建、初始化、銷(xiāo)毀等。
Ruff
擁有者:上海南潮
名稱(chēng):Ruff
網(wǎng)址:ruff.io/zh-cn/
Ruff是一個(gè)支持JavaScript開(kāi)發(fā)應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng),為軟件開(kāi)發(fā)者提供開(kāi)放、高效、敏捷的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái),讓IoT應(yīng)用開(kāi)發(fā)更簡(jiǎn)單。
Ruff對(duì)硬件進(jìn)行了抽象,使用了基于事件驅(qū)動(dòng)、異步I/O的模型,使硬件開(kāi)發(fā)變得輕量而且高效。除了使用JavaScript作為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言,它還擁有自己的軟件倉(cāng)庫(kù),從模塊到驅(qū)動(dòng)一應(yīng)俱全。提高軟件兼容性、降低硬件開(kāi)發(fā)門(mén)檻。
整個(gè)Ruff開(kāi)發(fā)體系包括Ruff OS、Ruff SDK、Ruff軟件倉(cāng)庫(kù)、Ruff Kit開(kāi)發(fā)套件。 只要您有軟件開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn),就可以用Ruff開(kāi)發(fā)硬件應(yīng)用。
Ruff的特點(diǎn)有:
JavaScript編程——采用開(kāi)發(fā)者眾多的唯一全棧語(yǔ)言作為編程語(yǔ)言
硬件抽象——調(diào)用程序庫(kù)即可操作硬件,降低開(kāi)發(fā)入門(mén)門(mén)檻
跨平臺(tái)——忽略板卡差異,同一份應(yīng)用代碼可以運(yùn)行在不同板卡上
高效便捷開(kāi)發(fā)——告別交叉編譯、燒寫(xiě)板卡,PC上完成測(cè)試,一鍵部署
MICO
擁有者:上海慶科
名稱(chēng):MICO
網(wǎng)址:www.mxchip.com/product/mico
MiCO IoT OS由上海慶科聯(lián)合阿里智能云于2014年7月發(fā)布,是國(guó)內(nèi)首款真正意義上的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)。簡(jiǎn)單的說(shuō)它是基于MCU的全實(shí)時(shí)物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng),是面向智能硬件設(shè)計(jì)、運(yùn)行在微控制器上的高度可移植的操作系統(tǒng)和中間件開(kāi)發(fā)平臺(tái),已被廣泛應(yīng)用于智能家電、照明、醫(yī)療、安防、娛樂(lè)等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場(chǎng)。
MiCO的全稱(chēng)是:Micro-controller based Internet Connectivity Operating system。是基于微控制器的互聯(lián)網(wǎng)接入操作系統(tǒng)。 開(kāi)發(fā)者可以在各種微控制器平臺(tái)上基于MiCO來(lái)設(shè)計(jì)接入互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新智能產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)人,物互聯(lián)。
MiCO是針對(duì)智能硬件優(yōu)化設(shè)計(jì)而運(yùn)行在微控制器上高度可移植的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),包含了各種軟件中間件,從而降低智能硬件開(kāi)發(fā)成本,提高開(kāi)發(fā)效率是國(guó)內(nèi)首款物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)。MiCO擁有完整的解決方案,包括了建議的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)配置、智能硬件的初次設(shè)置、快速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入、本地設(shè)備與服務(wù)發(fā)現(xiàn)、身份認(rèn)證等組件。這些都能夠降低研發(fā)投入和維護(hù)的成本,縮短研發(fā)周期。
Zephyr
名稱(chēng):Zephyr
網(wǎng)址:www.zephyrproject.org/
Linux基金會(huì)宣布了一個(gè)微內(nèi)核項(xiàng)目——Zephyr,由Intel主導(dǎo), 風(fēng)河提供技術(shù)。Zephyr微內(nèi)核將被用于開(kāi)發(fā)針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)。Zephyr項(xiàng)目得到了英特爾、NXP半導(dǎo)體、Synopsys和UbiquiOS等公司的支持,英特爾子公司W(wǎng)ind River向Zephyr項(xiàng)目捐贈(zèng)了它的Rocket RTOS內(nèi)核。
Wind River的Rocket RTOS將轉(zhuǎn)變成基于Zephyr內(nèi)核的下游商業(yè)發(fā)行版。Zephyr微內(nèi)核能運(yùn)行在只有10KB RAM的32位微控制器上,相比之下基于Linux的微控制器項(xiàng)目uClinux需要200KB RAM。
Zephyr項(xiàng)目在設(shè)備和通信協(xié)議棧的兩個(gè)層次提供安全特性,除此之外,社區(qū)也對(duì)安全問(wèn)題嚴(yán)肅看待,計(jì)劃成立專(zhuān)門(mén)安全工作組并委派一位安全維護(hù)者。
μCLinux
擁有者:微軟
名稱(chēng):μCLinux
網(wǎng)址:www.uclinux.org/pub/uClinux/
μClinux作為嵌入式Linux版本,其全稱(chēng)為micro-control Linux,從字面意思看是指微控制Linux。最初是Linux 2.0內(nèi)核的衍生產(chǎn)品,同標(biāo)準(zhǔn)的Linux相比,μClinux的內(nèi)核非常小,但是它仍然繼承了Linux操作系統(tǒng)的主要特性,包括良好的穩(wěn)定性和移植性、強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能、出色的文件系統(tǒng)支持、標(biāo)準(zhǔn)豐富的API,以及TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等。
因?yàn)闆](méi)有MMU內(nèi)存管理單元,所以其多任務(wù)的實(shí)現(xiàn)需要一定技巧。
與Linux一樣,μClinux操作系統(tǒng)將中斷處理分為兩部分:頂半處理和底半處理。在頂半處理中,必須關(guān)中斷運(yùn)行,且僅進(jìn)行必要的、非常少、速度快的處理,其他處理交給底半處理;底半處理執(zhí)行那些復(fù)雜、耗時(shí)的處理,而且接受中斷。因?yàn)橄到y(tǒng)中存在有許多中斷的底半處理,所以會(huì)引起系統(tǒng)中斷處理的延時(shí)。
μClinux最大特點(diǎn)在于針對(duì)無(wú)MMU處理器設(shè)計(jì),可以利用功能強(qiáng)大的Linux資源,因此適合開(kāi)發(fā)對(duì)事件要求不高的小容量、低成本的各類(lèi)產(chǎn)品,特別適用于開(kāi)發(fā)與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用密切相關(guān)的嵌入式設(shè)備或者PDA設(shè)備。
QNX
擁有者:黑莓
名稱(chēng):QNX
網(wǎng)址:www.qnx.com/account/login.html?returnaddress=%2Fdownload%2Fgroup.html%3Fprogramid%3D29178
QNX是一個(gè)分布式、嵌入式、可規(guī)模擴(kuò)展的硬實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。它遵循POSⅨ.1 (程序接口)和POSⅨ.2 (Shell和工具)、部分遵循POSⅨ.1b(實(shí)時(shí)擴(kuò)展)。它誕生于1980年,距今已37年的歷史。
Gordon Bell和Dan Dodge在1980年成立了Quantum Software Systems公司,他們根據(jù)大學(xué)時(shí)代的一些設(shè)想寫(xiě)出了一個(gè)能在IBM PC上運(yùn)行的名叫QUNIX(Quick UNIX)的系統(tǒng),直到AT&T發(fā)律師函過(guò)來(lái)才把名字改成QNX。
QNX是一個(gè)微內(nèi)核實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),其核心僅提供4種服務(wù):進(jìn)程調(diào)度、進(jìn)程間通信、底層網(wǎng)絡(luò)通信和中斷處理,其進(jìn)程在獨(dú)立的地址空間運(yùn)行。所有其它OS服務(wù),都實(shí)現(xiàn)為協(xié)作的用戶(hù)進(jìn)程,因此QNX核心非常小巧(QNX4.x大約為12Kb)而且運(yùn)行速度極快。
QNX是業(yè)界公認(rèn)的X86平臺(tái)上最好的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)之一。它具有獨(dú)一無(wú)二的微內(nèi)核實(shí)時(shí)平臺(tái),建立在微內(nèi)核和完全地址空間保護(hù)基礎(chǔ)之上,實(shí)時(shí)、穩(wěn)定、可靠,已經(jīng)完成到PowerPC、MIPS、ARM等內(nèi)核的移植,成為在國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。雖然QNX本身并不屬于UNIX,但由于其提供了POSIX的支持,使得多數(shù)傳統(tǒng)UNIX程序在微量修改(甚至不需修改)后即可在QNX上面編譯與運(yùn)行。
在具有高可靠性?xún)?nèi)核的基礎(chǔ)上,QNX的創(chuàng)新設(shè)計(jì)使它同樣具有很高的效率。QNX最為引人注目的地方是,它是UNⅨ的同胞異構(gòu)體,保持了和UNⅨ的高度相似性,絕大多數(shù)UNⅨ或LINUX應(yīng)用程序可以在QNX下直接編譯生成。這意味著為數(shù)眾多的穩(wěn)定成熟的UNⅨ、LINUX應(yīng)用可以直接移植到QNX這個(gè)更加穩(wěn)定高效的實(shí)時(shí)嵌入式平臺(tái)上來(lái)。
TRON
名稱(chēng):TRON
網(wǎng)址:暫缺
TRON是一項(xiàng)開(kāi)放式的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核設(shè)計(jì)項(xiàng)目,它是”The Real-time Operating system Nucleus”(實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核)的縮寫(xiě)。該項(xiàng)目由東京大學(xué)的坂村健教授于1984年發(fā)起,宗旨是為全社會(huì)的需要開(kāi)發(fā)一套理想的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)。
擔(dān)任日本東京大學(xué)(University of Tokyo)教授的坂村一直是個(gè)跳脫框架的思想家、大膽敢言,并熱烈支持下一代運(yùn)算架構(gòu);他的大部分學(xué)術(shù)生命都投入于開(kāi)發(fā)TRON,以及在日本推廣普及、無(wú)所不在的運(yùn)算之概念。坂村表示,他所構(gòu)想的“智慧物聯(lián)網(wǎng)(Intelligent Object Network)”──類(lèi)似于當(dāng)紅的物聯(lián)網(wǎng)──可追溯至1987年他所開(kāi)發(fā)的TRON目標(biāo)之一。
TRON在國(guó)內(nèi)的知名度不高,但其實(shí)它的應(yīng)用非常廣,有興趣的可以搜索相關(guān)文章進(jìn)行了解,比如《TRON伴隨生活的另一個(gè)操作系統(tǒng)世界》。
μCOS-II/μCOS-III
名稱(chēng):μCOS-II/μCOS-III
網(wǎng)址:www.micrium.com/rtos
國(guó)內(nèi)做嵌入式開(kāi)發(fā)的應(yīng)該都聽(tīng)過(guò)μCOS,μCOS在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用也非常廣泛,這得益于其代碼的良好風(fēng)格和開(kāi)放性,以及配套的中間件和文檔的完整性,并且在北京麥克泰公司及國(guó)內(nèi)一些嵌入式專(zhuān)家的支持下,出版了很多關(guān)于μCOS的中文書(shū)籍。
μC/OS-II的前身是μC/OS,最早出自于1992年美國(guó)嵌入式系統(tǒng)專(zhuān)家Jean J.Labrosse在《嵌入式系統(tǒng)編程》雜志的5月和6月刊上刊登的文章連載,并把μC/OS的源碼發(fā)布在該雜志的BBS上。μC/OS-II是在μC-OS的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,是用C語(yǔ)言編寫(xiě)的一個(gè)結(jié)構(gòu)小巧、搶占式的多任務(wù)實(shí)時(shí)內(nèi)核。μC/OS-II能管理64個(gè)任務(wù),并提供任務(wù)調(diào)度與管理、內(nèi)存管理、任務(wù)間同步與通信、時(shí)間管理和中斷服務(wù)等功能,具有執(zhí)行效率高、占用空間小、實(shí)時(shí)性能優(yōu)良和可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)。
μC/OS-II中斷處理比較簡(jiǎn)單。一個(gè)中斷向量上只能掛一個(gè)中斷服務(wù)子程序ISR,而且用戶(hù)代碼必須都在ISR中完成。ISR需要做的事情越多,中斷延時(shí)也就越長(zhǎng),內(nèi)核所能支持的最大嵌套深度為255。
Micrium宣布在它的嵌入式產(chǎn)品中增加μC/OS-MMU和μC/OS-MPU兩款產(chǎn)品。這兩種產(chǎn)品增加了嵌入式系統(tǒng)中的關(guān)鍵內(nèi)存函數(shù)。μC/OS-MMU通過(guò)為多個(gè)獨(dú)立的應(yīng)用提供時(shí)間和空間的保護(hù),為帶有內(nèi)存管理單元(MMU)的中央處理器提供了內(nèi)存保護(hù)功能。μC/OS-MPU通過(guò)保護(hù)任務(wù)的內(nèi)存防止對(duì)未被授權(quán)的系統(tǒng)內(nèi)存的訪問(wèn),破壞內(nèi)存的內(nèi)容,為帶有內(nèi)存保護(hù)單元的CPU提供了保護(hù)機(jī)制。
關(guān)于μCOS-II和μCOS-III的區(qū)別和性能對(duì)比,可以搜索相關(guān)文章進(jìn)行了解,比如《UCOS-II和UCOS-III的性能對(duì)比》。
2016年,為了強(qiáng)化自身嵌入式物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)方案,Silicon Labs宣布收購(gòu)物聯(lián)網(wǎng)(IoT)即時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)軟件供應(yīng)商Micrium,來(lái)增進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)嵌入式解決方案的完整性。
名稱(chēng):FreeRTOS
網(wǎng)址:www.freertos.org
FreeRTOS是一個(gè)迷你的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核。作為一個(gè)輕量級(jí)的操作系統(tǒng),功能包括:任務(wù)管理、時(shí)間管理、信號(hào)量、消息隊(duì)列、內(nèi)存管理、記錄功能、軟件定時(shí)器、協(xié)程等,可基本滿(mǎn)足較小系統(tǒng)的需要。
FreeRTOS的特點(diǎn)包括:
用戶(hù)可配置內(nèi)核功能
多平臺(tái)的支持
提供一個(gè)高層次的信任代碼的完整性
目標(biāo)代碼小,簡(jiǎn)單易用
遵循MISRA-C標(biāo)準(zhǔn)的編程規(guī)范
強(qiáng)大的執(zhí)行跟蹤功能
堆棧溢出檢測(cè)
沒(méi)有限制的任務(wù)數(shù)量
沒(méi)有限制的任務(wù)優(yōu)先級(jí)
多個(gè)任務(wù)可以分配相同的優(yōu)先權(quán)
隊(duì)列,二進(jìn)制信號(hào)量,計(jì)數(shù)信號(hào)燈和遞歸通信和同步的任務(wù)
優(yōu)先級(jí)繼承
免費(fèi)開(kāi)源的源代碼
FreeRTOS的創(chuàng)始人是Richard Barry,他編寫(xiě)了大量的移植代碼和配套文檔。SafeRTOS便是基于FreeRTOS而來(lái),前者是經(jīng)過(guò)安全認(rèn)證的RTOS,因此FreeRTOS的安全性也有了相對(duì)的保障。
Ubuntu Core 16
擁有者:Canonical
名稱(chēng):Ubuntu Core 16
網(wǎng)址:www.ubuntu.com/core
Ubuntu已經(jīng)向外界透露了它們對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的最新想法,那就是讓Linux成為讓物聯(lián)網(wǎng)更智能和可擴(kuò)展的核心。Snappy Ubuntu Core是面向智能設(shè)備的最新平臺(tái),其承諾可以運(yùn)行存儲(chǔ)在本地或依賴(lài)于云端的相同軟件。顯然,后者的最大好處就是可以讓使用者避開(kāi)頻繁的定期升級(jí)。
Ubuntu Core團(tuán)隊(duì)意識(shí)到,“聯(lián)網(wǎng)設(shè)備”的數(shù)量將會(huì)激增。雖然手機(jī)和計(jì)算機(jī)的定期維護(hù)和更新已深入人心,但是對(duì)于洗衣機(jī)、溫控器、以及智能開(kāi)關(guān)來(lái)說(shuō),大家卻很容易忽略掉它們。
此外,在頻發(fā)的黑客攻擊面前,聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的安全性也需要慎重考慮。如果沒(méi)有最新的安全補(bǔ)丁和固件修復(fù),那么必將會(huì)給聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的使用者留下巨大的隱患。
更重要的是,Ubuntu Core既可以在設(shè)備上、也可以依賴(lài)云端而運(yùn)行。并且無(wú)論他們運(yùn)行于ARM或x86平臺(tái),開(kāi)發(fā)者都會(huì)得到相同的API和安全更新。
截至目前,Ubuntu母公司Canonical已經(jīng)擁有了21家合作伙伴,我們希望這一數(shù)字可以在今年迎來(lái)更高的增長(zhǎng)。
Nucleus OS
擁有者:Mentor
名稱(chēng):Nucleus OS
網(wǎng)址:www.mentor.com/embedded-software/nucleus/
Nucleus是為實(shí)時(shí)嵌入式應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一個(gè)搶先式多任務(wù)操作系統(tǒng)內(nèi)核,其95%的代碼是用ANSIC寫(xiě)成的,因此非常便于移植并能夠支持大多數(shù)類(lèi)型的處理器。從實(shí)現(xiàn)角度來(lái)看,NucleusPLUS是一組C函數(shù)庫(kù),應(yīng)用程序代碼與核心函數(shù)庫(kù)連接在一起,生成一個(gè)目標(biāo)代碼,下載到目標(biāo)板的RAM中或直接燒錄到目標(biāo)板的ROM中執(zhí)行。
Nucleus是Mentor Graphics公司開(kāi)發(fā)的一種嵌入式操作系統(tǒng)。這家公司聲稱(chēng),其軟件目前在30多億個(gè)設(shè)備上運(yùn)行,這是個(gè)相當(dāng)龐大的安裝群。該操作系統(tǒng)為眾多嵌入式架構(gòu)提供了有力的支持,在汽車(chē)、醫(yī)療、公用事業(yè)、工業(yè)和消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品等行業(yè)垂直領(lǐng)域大受歡迎。共享單車(chē)Bluegogo用的就是Nucleus OS。
Ostro
名稱(chēng):Ostro
網(wǎng)址:ostroproject.org
Ostro操作系統(tǒng)是特別為物聯(lián)網(wǎng)建造的操作系統(tǒng),開(kāi)發(fā)者可以馬上用,節(jié)省了很多時(shí)間,功能也非常完善,包括覆蓋全面的連接標(biāo)準(zhǔn),支持包含藍(lán)牙、WiFi和NFC等連接方式,并且支持多種如IoTivity的設(shè)備對(duì)設(shè)備互聯(lián)互通標(biāo)準(zhǔn);包含安全啟動(dòng)、強(qiáng)制訪問(wèn)控制、加密標(biāo)準(zhǔn)和軟件安全更新協(xié)議等安全措施;先進(jìn)的設(shè)備管理以及直觀的開(kāi)發(fā)工具。
Ostro是一套基于Linux并且為物聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)備特別量身訂做的開(kāi)源操作系統(tǒng),它可以為任意數(shù)量的物聯(lián)網(wǎng)使用案例特別定制功能,包含Linux參考設(shè)計(jì)、軟件包安裝和管理機(jī)制。除此之外,它的開(kāi)發(fā)工具可以讓設(shè)備上的連接潛力擴(kuò)展到最大。Ostro項(xiàng)目不但提供管理眾多設(shè)備的工具,最重要的是,它能保障物聯(lián)網(wǎng)世界安全無(wú)虞。
Ostro操作系統(tǒng)的適應(yīng)性非常強(qiáng),既可直接用于受支持的設(shè)備,也可以按照需求進(jìn)行定制,而且開(kāi)發(fā)環(huán)境提供了多種語(yǔ)言選擇(Native (C/C++)和Node.js),可以輕松找到新設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序,并充分利用Linux社區(qū)的所有資源。最后,它還提供了從引導(dǎo)/內(nèi)核到中間件和應(yīng)用的自上而下的安全性選項(xiàng)。
Ostro操作系統(tǒng)包含易用的工具,讓開(kāi)發(fā)和原型制作都變得容易。它利用Yocto項(xiàng)目的工具組環(huán)境來(lái)進(jìn)行操作系統(tǒng)和應(yīng)用包的配置,開(kāi)發(fā)者可以先創(chuàng)建出一個(gè)理想的配置再根據(jù)需求修改。當(dāng)使用基于Linux的開(kāi)發(fā)工具時(shí),對(duì)于既有的Linux和安卓開(kāi)發(fā)者,完全不需要額外的學(xué)習(xí)過(guò)程,開(kāi)發(fā)者可以直接用交互編譯工具來(lái)生成程序。
TinyOS
名稱(chēng):Tiny OS
網(wǎng)址:暫缺
Tiny OS是UC Berkeley(加州大學(xué)伯克利分校)開(kāi)發(fā)的開(kāi)放源代碼操作系統(tǒng),專(zhuān)為嵌入式無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì),操作系統(tǒng)基于構(gòu)件(component-based)的架構(gòu)使得快速的更新成為可能,而這又減小了受傳感網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器限制的代碼長(zhǎng)度。Tiny OS是一個(gè)具備較高專(zhuān)業(yè)性,專(zhuān)門(mén)為低功耗無(wú)線設(shè)備設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng),主要應(yīng)用于傳感器網(wǎng)絡(luò)、普適計(jì)算、個(gè)人局域網(wǎng)、智能家居和智能測(cè)量等領(lǐng)域。
Tiny OS的如下特性決定了其在傳感器網(wǎng)絡(luò)中的廣泛應(yīng)用,使其在物聯(lián)網(wǎng)中占據(jù)了舉足輕重的地位。
相對(duì)于主流操作系統(tǒng)成百上千MB的龐大體積來(lái)說(shuō),Tiny OS顯得十分迷你,只需要幾KB的內(nèi)存空間和幾十KB的編碼空間就可以運(yùn)行的起來(lái),而且功耗較低,特別適合傳感器這種受內(nèi)存、功耗限制的設(shè)備。
Tiny OS本身提供了一系列的組件,包括:網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、分布式服務(wù)器、傳感器驅(qū)動(dòng)及數(shù)據(jù)識(shí)別工具等,使用者可以通過(guò)簡(jiǎn)單方便的編制程序?qū)⒍鄠€(gè)組件連接起來(lái),用來(lái)獲取和處理傳感器的數(shù)據(jù)并通過(guò)無(wú)線電來(lái)傳輸信息。
Tiny OS在構(gòu)建無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí),通過(guò)一個(gè)基地控制臺(tái)控制各個(gè)傳感器子節(jié)點(diǎn),聚集和處理各子節(jié)點(diǎn)采集到的信息。Tiny OS只要在控制臺(tái)發(fā)出管理信息,然后由各個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)互相傳遞,最后達(dá)到協(xié)同一致的目的。
eCOS(GNU)
名稱(chēng):eCOS(GNU)
網(wǎng)址:ecos.sourceware.org
eCos(embedded Configurable operating system),中文翻譯為嵌入式可配置操作系統(tǒng)或嵌入式可配置實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。適合于深度嵌入式應(yīng)用,主要應(yīng)用對(duì)象包括消費(fèi)電子、電信、車(chē)載設(shè)備、手持設(shè)備以及其他一些低成本和便攜式應(yīng)用。eCos是一種開(kāi)放源代碼軟件,無(wú)需支付任何版稅。
它是一個(gè)源代碼開(kāi)放的可配置、可移植、面向深度嵌入式應(yīng)用的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。最大特點(diǎn)是配置靈活,采用模塊化設(shè)計(jì),核心部分由小同的組件構(gòu)成,包括內(nèi)核、C語(yǔ)言庫(kù)和底層運(yùn)行包等。每個(gè)組件可提供大量的配置選項(xiàng)(實(shí)時(shí)內(nèi)核也可作為可選配置),使用eCos提供的配置工具可以很方便地配置,并通過(guò)不同的配置使得eCos能夠滿(mǎn)足不同的嵌入式應(yīng)用要求。
eCos使用了分層式中斷處理機(jī)制,把中斷處理分為傳統(tǒng)的ISR和滯后中斷服務(wù)程序DSR。類(lèi)似于μClinux的處理機(jī)制,這種機(jī)制可以在中斷允許時(shí)運(yùn)行DSR,因此在處理較低優(yōu)先級(jí)中斷時(shí)允許高優(yōu)先級(jí)的中斷和處理。為了極大地縮短中斷延時(shí),ISR應(yīng)當(dāng)可以快速運(yùn)行。如果中斷引起的服務(wù)量少,則ISR可以單獨(dú)處理中斷;如果中斷服務(wù)復(fù)雜,則ISR只屏蔽中斷源,然后交由DSR處理。
Contiki
名稱(chēng):Contiki
網(wǎng)址:www.contiki-os.org
Contiki系統(tǒng)的名字來(lái)自于托爾·海爾達(dá)爾的康提基號(hào),由牛津大學(xué)研究人員發(fā)明。
Contiki是一個(gè)適用于有內(nèi)存的嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)源的、高可移植的、支持網(wǎng)絡(luò)的多任務(wù)操作系統(tǒng)。包括一個(gè)多任務(wù)核心、TCP/IP堆棧、程序集以及低能耗的無(wú)線通訊堆棧。Contiki采用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的非常小型的嵌入式操作系統(tǒng),運(yùn)行只需要幾K的內(nèi)存。
Contiki擁有出色的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)支持,包括IPv4和IPv6,還有6Lowpan報(bào)文壓縮、RPL路由、CoAP應(yīng)用層,已經(jīng)成為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)感知層低功耗無(wú)線組網(wǎng)協(xié)議研發(fā)和實(shí)驗(yàn)的主要平臺(tái),其中6Lowpan已經(jīng)成為IETF規(guī)范,也被zigbee SEP2.0標(biāo)準(zhǔn)以及ISA100.11a標(biāo)準(zhǔn)所采納。
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原文標(biāo)題:物聯(lián)網(wǎng)全景動(dòng)態(tài)圖譜2.0|物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)匯總
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