《電子技術(shù)應(yīng)用》
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國(guó)產(chǎn)嵌入式操作系統(tǒng)出路何在

2019-08-30

嵌入式系統(tǒng)是電子信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ),,是智能系統(tǒng)的核心,。伴隨物聯(lián)網(wǎng)人工智能的快速發(fā)展,嵌入式操作系統(tǒng)在智能系統(tǒng)中發(fā)揮越來(lái)越大的作用,,為了應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的外部環(huán)境,,國(guó)產(chǎn)智能系統(tǒng)更加離不開(kāi)國(guó)產(chǎn)嵌入式操作系統(tǒng),。

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2019年8月24日,“國(guó)產(chǎn)嵌入式操作系統(tǒng)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇暨嵌入式系統(tǒng)聯(lián)誼會(huì)主題討論會(huì)(總第25次)”在北航杭州創(chuàng)新研究院召開(kāi),。

論壇議程分為“AIoT時(shí)代的嵌入式操作系統(tǒng)”和“國(guó)產(chǎn)嵌入式操作系統(tǒng)現(xiàn)狀與未來(lái)”兩部分,,邀請(qǐng)到了國(guó)內(nèi)從事嵌入式操作系統(tǒng)研究、教育,、開(kāi)發(fā)和開(kāi)源項(xiàng)目維護(hù)的專(zhuān)家和學(xué)者參與主題演講和嘉賓討論,,研討嵌入式操作系統(tǒng)最新技術(shù)、產(chǎn)業(yè)機(jī)遇以及商業(yè)模式,,共同探討國(guó)產(chǎn)嵌入式操作系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化,、生態(tài)建設(shè)和國(guó)際合作等一系列有助于促進(jìn)嵌入式操作系統(tǒng)發(fā)展的熱點(diǎn)問(wèn)題。

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北京航空航天大學(xué)教授,、《單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》雜志主編何立民,、北京航空航天大學(xué)杭州創(chuàng)新研究院副院長(zhǎng)吳玉嶄為活動(dòng)開(kāi)場(chǎng)致辭,。何立民回顧嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程,從依賴國(guó)外市場(chǎng),、到中美貿(mào)易再到如今的自主研發(fā),指出研發(fā)國(guó)產(chǎn)嵌入式操作系統(tǒng)的必要性,。要吸取過(guò)去的失敗教訓(xùn),,以華為、阿里等企業(yè)為表率,,在5G,、物聯(lián)網(wǎng)、AI等新興技術(shù)的發(fā)展浪潮下,,開(kāi)啟新篇章,。曙光在前,任重道遠(yuǎn),。

吳玉嶄在致辭中介紹了北航研究院的目標(biāo)和愿景所在,,同時(shí)強(qiáng)調(diào)了嵌入式操作系統(tǒng)在當(dāng)前時(shí)代下的重要性,要極力擺脫受制于人的發(fā)展現(xiàn)狀,。希望行業(yè)內(nèi)相關(guān)專(zhuān)家,、學(xué)者共同努力,打造國(guó)產(chǎn)嵌入式系統(tǒng)的輝煌明天,。

AIoT時(shí)代的嵌入式操作系統(tǒng)

在上午的演講環(huán)節(jié),,北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院教授/博導(dǎo) 牛建偉以“工業(yè)機(jī)器人操作系統(tǒng)及云平臺(tái)”為主題的分享。牛建偉表示,,在當(dāng)前國(guó)際環(huán)境下,,高端芯片和國(guó)產(chǎn)嵌入式操作系統(tǒng)方面的研發(fā)都尤關(guān)重要,國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)需一起共論發(fā)展方向,。

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北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院教授/博導(dǎo) 牛建偉

“機(jī)器人操作系統(tǒng)的發(fā)展路線可以分為機(jī)器人控制程序,、機(jī)器人控制系統(tǒng)、機(jī)器人操作系統(tǒng),、機(jī)器人云操作系統(tǒng),、群智機(jī)器人操作系統(tǒng)五個(gè)階段,目前所處階段為控制系統(tǒng)向機(jī)器人操作系統(tǒng)過(guò)渡階段,?!迸=▊ソ榻B道。

當(dāng)前,,由于標(biāo)準(zhǔn)化工作還未全面開(kāi)始,,還未形成具有壟斷地位的機(jī)器人操作系統(tǒng)。未來(lái)10-20年,,將實(shí)現(xiàn)PC到PR和IT到RT的歷史性變革,。

同時(shí),對(duì)于機(jī)器人開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀和存在的挑戰(zhàn),牛建偉認(rèn)為亟待解決業(yè)務(wù)多樣,、硬件加速以及智能應(yīng)用等多方面的問(wèn)題,。

上海睿賽德電子科技有限公司技術(shù)總監(jiān) 朱天龍帶來(lái)了“物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)架構(gòu)和平臺(tái)化研究”的主題演講,介紹了國(guó)內(nèi)IoT OS格局,、RT-Thread在物聯(lián)網(wǎng)方面的進(jìn)展,、現(xiàn)狀和變革。

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上海睿賽德電子科技有限公司技術(shù)總監(jiān) 朱天龍

朱天龍表示,,RT-Thread是國(guó)內(nèi)目前合作和支持芯片廠商最多,、社區(qū)和開(kāi)發(fā)者最多、組件最豐富,、應(yīng)用領(lǐng)域最廣的IoT OS,。

RT-Thread擁有良好的軟件生態(tài),支持市面上所有主流的編譯工具如GCC,、Keil,、IAR等,工具鏈完善,、友好,,支持各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)接口,如POSIX,、CMSIS,、C++應(yīng)用環(huán)境、Javascript執(zhí)行環(huán)境等,,方便開(kāi)發(fā)者移植各類(lèi)應(yīng)用程序,。商用支持所有主流MCU架構(gòu),如ARM Cortex-M/R/A,, MIPS,, X86, Xtensa,, C-Sky,, RISC-V,幾乎支持市場(chǎng)上所有主流的MCU和Wi-Fi芯片,。

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此外,,朱天龍還分享了RT-Thread的歷程回顧,詳細(xì)從新版本的軟件架構(gòu),、云接入方式,、安全特性、豐富資源和生態(tài)等多方面介紹了RT-Thread的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),,表達(dá)了公司致力于構(gòu)筑物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)基石,,讓物與人,、數(shù)字世界與物理世界無(wú)縫地連接在一起的愿景和目標(biāo)。

眾所周知,,任何一項(xiàng)技術(shù)或領(lǐng)域的發(fā)展都離不開(kāi)生態(tài)的建設(shè),,生態(tài)的完善都離不開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)的限制和規(guī)范,物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)當(dāng)然也不例外,。中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究院物聯(lián)網(wǎng)研究中心李孟良博士帶來(lái)了“物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)探討”的演講,,介紹了標(biāo)準(zhǔn)研制與驗(yàn)證過(guò)程,在企業(yè)-專(zhuān)家-平臺(tái)之間進(jìn)行反饋和驗(yàn)證,。

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中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究院物聯(lián)網(wǎng)研究中心 李孟良

對(duì)于下一步的工作計(jì)劃,李孟良表示有三個(gè)方面的規(guī)劃:通用要求:包括功能要求和技術(shù)要求,,用于統(tǒng)一物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的概念,,明確邊界問(wèn)題;接口要求:包括硬件兼容性標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn),,主要是簡(jiǎn)化物聯(lián)網(wǎng)OS開(kāi)發(fā),,加快端云互聯(lián)對(duì)接,降低產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期,;評(píng)價(jià)指標(biāo):包括物聯(lián)網(wǎng)OS的選型和部署,,方便物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)的部署。

來(lái)自Synopsys的ARC處理器軟件研發(fā)經(jīng)理任慰博士在現(xiàn)場(chǎng)介紹了面向AIoT的開(kāi)源嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)——Zephyr,。

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SynopsysARC處理器軟件研發(fā)經(jīng)理 任慰

任慰介紹道,,Zephyr項(xiàng)目是Linux基金會(huì)托管的協(xié)作項(xiàng)目,是一項(xiàng)開(kāi)源協(xié)作工作,,旨在聯(lián)合整個(gè)行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者,,構(gòu)建針對(duì)資源受限設(shè)備優(yōu)化的最佳小型,可擴(kuò)展的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS),,跨多個(gè)架構(gòu),。

Zephyr項(xiàng)目非常適合構(gòu)建簡(jiǎn)單連接的傳感器,LED可穿戴設(shè)備,,調(diào)制解調(diào)器和小型物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線網(wǎng)關(guān),。由于Zephyr OS是模塊化的并且支持多種架構(gòu),因此開(kāi)發(fā)人員能夠輕松定制最佳解決方案以滿足他們的需求,。作為一個(gè)真正的開(kāi)源項(xiàng)目,,社區(qū)可以發(fā)展項(xiàng)目以支持新硬件,開(kāi)發(fā)人員工具,,傳感器和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序,。可以輕松實(shí)現(xiàn)安全性,,設(shè)備管理功能,,連接堆棧和文件系統(tǒng)的增強(qiáng)功能,。

“Zephyr項(xiàng)目致力于成為最佳的開(kāi)源RTOS,用于連接的,,資源受限的設(shè)備,,并在構(gòu)建時(shí)考慮到安全性和安全性。Zephyr項(xiàng)目正在與業(yè)界領(lǐng)先企業(yè)合作,,創(chuàng)建一個(gè)解決方案,,為各種行業(yè)集成并創(chuàng)建一個(gè)強(qiáng)大,易于使用,,可定制的RTOS,,并理解不同程度的開(kāi)發(fā)需求?!笔荶ephyr的愿景所在,。

對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)而言,生態(tài)建設(shè)很重要,,在上午的嘉賓討論環(huán)節(jié),,浙江大學(xué)信電學(xué)院教授、院長(zhǎng)助理師治國(guó),、杭州指令集科技有限公司董事長(zhǎng)潘愛(ài)民,、華為L(zhǎng)iteOS 生態(tài)總監(jiān)劉旭明、中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所副研究員張華良,,一同針對(duì)該如何推進(jìn)產(chǎn)業(yè)生態(tài)問(wèn)題進(jìn)行了討論,。

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“物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代應(yīng)該是百家爭(zhēng)鳴、百花齊放的,。需要各行業(yè)的參與,,商業(yè)角度的考量,龍頭企業(yè)的帶動(dòng)作用,,這樣才能加速生態(tài)建設(shè),。同時(shí),物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)是差異性市場(chǎng),,尋找差異化和差異化需求是未來(lái)需要關(guān)注的方向,。”大家討論道,。

國(guó)產(chǎn)嵌入式操作系統(tǒng)現(xiàn)狀與未來(lái)

在下午的演講中,,航空工業(yè)西安航空計(jì)算技術(shù)研究所副總師/研究員葉宏分享了“國(guó)產(chǎn)嵌入式操作系統(tǒng)自主可控發(fā)展戰(zhàn)略思考”,針對(duì)“計(jì)算機(jī)軟硬件自主可控的必要性,、自主可控等級(jí)的劃分,、天脈操作系統(tǒng)研制工作回顧、未來(lái)自主可控基礎(chǔ)軟件發(fā)展戰(zhàn)略”

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航空工業(yè)西安航空計(jì)算技術(shù)研究所副總師/研究員 葉宏

其中,,對(duì)于自主可控的等級(jí)劃分,,可以由高到低分為A—E五個(gè)等級(jí),。此外,對(duì)于天脈操作系統(tǒng)的產(chǎn)品特點(diǎn),,葉宏表示,,其特點(diǎn)包括實(shí)時(shí)性、可靠性,、確定性,、安全性、驗(yàn)證/確認(rèn)和適應(yīng)性等方面,。

天脈1和天脈2的軟件規(guī)模如下圖所示:

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對(duì)于未來(lái)自主可控基礎(chǔ)軟件的發(fā)展戰(zhàn)略,,葉弘認(rèn)為,首先,,我國(guó)裝備計(jì)算機(jī)軟硬件自主可控要適應(yīng)國(guó)家的戰(zhàn)略發(fā)展,;其次,需求牽引,,完善我國(guó)基礎(chǔ)軟件自主可控型譜;第三,,完善體系,,自主可控戰(zhàn)略要與平臺(tái)研制有所結(jié)合;第四,,軍民融合,,促進(jìn)自主可控產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化發(fā)展等。

北京翼輝信息技術(shù)有限公司技術(shù)總監(jiān)李孝成帶來(lái)“持續(xù)創(chuàng)新·SylixOS助力工控裝置軟件容器化”的演講,,通過(guò)描述SylixOS的發(fā)展歷程,,引申出其豐富的處理器支持、功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò),、開(kāi)源,,自主以及物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代帶來(lái)得變化。

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北京翼輝信息技術(shù)有限公司技術(shù)總監(jiān) 李孝成

對(duì)于SylixOS容器的特點(diǎn),,李孝成總結(jié)道,,更適應(yīng)、低投入,、更簡(jiǎn)化,、跨平臺(tái)、掉電安全,、原創(chuàng)等都是其特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),。

接下來(lái),華為技術(shù)公司ROTS專(zhuān)家陳輝帶來(lái)了“華為RTOS可信演講和思考”,,介紹了華為歐拉部背景介紹,、華為RTOS對(duì)可信的思考以及華為RTOS的可信演進(jìn)計(jì)劃等內(nèi)容,。

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華為技術(shù)公司ROTS專(zhuān)家 陳輝

華為RTOS聚焦電信領(lǐng)域、基于開(kāi)源Linux,、構(gòu)建高可靠,、高安全、高實(shí)時(shí)的自研OS,。同時(shí),,配合公司自研ARM芯片戰(zhàn)略,構(gòu)建差異化競(jìng)爭(zhēng)力,,消除業(yè)務(wù)連續(xù)性風(fēng)險(xiǎn),,支撐華為產(chǎn)品長(zhǎng)周期供貨安全。

對(duì)于華為OS的全球布局,,陳輝表示,,海外承擔(dān)技術(shù)領(lǐng)航職責(zé),各地域協(xié)同,,以全球視野提前布局N+1/N+2技術(shù),,國(guó)內(nèi)基于優(yōu)勢(shì)資源布局,上海,、北京承擔(dān)技術(shù)領(lǐng)航職責(zé),,深圳、杭州為交付中心,。

中國(guó)電科32所華元?jiǎng)?chuàng)信副總經(jīng)理施剛以“銳華?高安全嵌入式操作系統(tǒng)之路”為題進(jìn)行了分享,,強(qiáng)調(diào)了自主可控、安全可信,、軍民融合,、創(chuàng)新發(fā)展等方面情況。

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中國(guó)電科32所華元?jiǎng)?chuàng)信副總經(jīng)理 施剛

施剛表示,,銳華高安全嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)能夠提升系統(tǒng)安全性,、避免不可接受的風(fēng)險(xiǎn)、加速認(rèn)證周期以及降低系統(tǒng)認(rèn)證成本,。

此外,,對(duì)于銳華嵌入式生態(tài)環(huán)境,如下所示:

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演講的最后,,來(lái)自阿里巴巴IoT事業(yè)部的技術(shù)專(zhuān)家黃震帶來(lái)了“MCU上實(shí)現(xiàn)具備輕量級(jí)內(nèi)核態(tài)的RTOS”,,重點(diǎn)介紹了阿里自主研發(fā)的輕量級(jí)物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)——AliOS Things。

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阿里巴巴IoT事業(yè)部的技術(shù)專(zhuān)家 黃震

AliOS Things是專(zhuān)為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計(jì)和優(yōu)化的新一代操作系統(tǒng),,致力于搭建云端一體化IoT基礎(chǔ)設(shè)施,,打造極致性能、極簡(jiǎn)開(kāi)發(fā),、云端一體,、豐富組件,、安全保護(hù)等關(guān)鍵能力,可廣泛應(yīng)用在家電家居,、城市,、商業(yè)、物流,、制造等領(lǐng)域的數(shù)字化和設(shè)備的智能化,。

同時(shí),還包含全連接,、全協(xié)議和安全等特點(diǎn),。

關(guān)于AliOS Things對(duì)于RTOS內(nèi)核態(tài)的思考,黃震表示,,其核心價(jià)值在于在嵌入式MCU設(shè)備中也能享受到大型OS的一些特性,,同時(shí)保留RTOS在footprint、實(shí)時(shí)性等方面的優(yōu)勢(shì),。

在議程的最后,,《嵌入式操作系統(tǒng)風(fēng)云錄:歷史演進(jìn)與物聯(lián)網(wǎng)未來(lái)》作者、嵌入式系統(tǒng)聯(lián)誼會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)何小慶作為主持,,浙江大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院副院長(zhǎng)/教授陳文智,、阿里平頭哥半導(dǎo)體 資深技術(shù)專(zhuān)家李春強(qiáng)、華東師大國(guó)家可信嵌入式軟件工程技術(shù)研究中心副研究員/總師辦主任史建琦,、新松中央研究院院長(zhǎng)鄒風(fēng)山等作為嘉賓,共同探討了國(guó)產(chǎn)嵌入式操作系統(tǒng)的機(jī)遇與挑戰(zhàn),。

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基于國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)起步晚,、基礎(chǔ)差,發(fā)展慢的現(xiàn)狀,,如何縮小與先進(jìn)水平的差距,?以及如何展望嵌入式操作系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)?

嘉賓們認(rèn)為,,國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)公司與芯片公司的磨合上比較松散,,但是整體上感覺(jué)國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)已經(jīng)逐漸趨于成熟和完備,因此,,在追趕國(guó)外操作系統(tǒng)的路上,,需要國(guó)內(nèi)各產(chǎn)業(yè)鏈廠商的支持和包容,給國(guó)產(chǎn)嵌入式操作系統(tǒng)一些耐心和機(jī)會(huì),。

對(duì)于嵌入式操作系統(tǒng)的未來(lái)趨勢(shì),,從應(yīng)用的角度來(lái)看,隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,,各企業(yè)都在尋求特色和差異化,,也將對(duì)操作系統(tǒng)提出更多的要求,,因此,極簡(jiǎn)開(kāi)發(fā)方式是對(duì)操作系統(tǒng)的要求,,輕量化,、分布式、多核等將會(huì)是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì),。

通過(guò)本次論壇,,我們可以看到,嵌入式操作系統(tǒng)歷史悠久,、門(mén)類(lèi)繁多,、用途廣泛,不僅包括RTOS,、開(kāi)源的Linux,、機(jī)器人和路由器操作系統(tǒng),還包括新型的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng),,以及邊緣計(jì)算操作系統(tǒng)平臺(tái),。

國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀還存在諸多不足,任重道遠(yuǎn),,望砥礪前行,。


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