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中移物联网李蒙:安全可靠和端云融合是OneOS的两大特点

时间:2021-08-02 作者:刘于苇 阅读:
针对单个设备的系统,常被叫做“裸机操作系统”,主要负责的是将硬件抽象化进行指令控制,早前的电子设备一般功能简单、功耗要求不高,也不需要对功能进行升级。随着硬件上需要承载的功能越来越多,程序的复杂度呈指数级上升,还有现在“标配”的联网需求,原来针对单个设备的系统,就无法承载了。
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计算机产业发展至今,经历了几个标志性的时代。例如早期的PC时代,后来的智能手机时代以及各类智能终端组成的物联网时代,每一个时代的电子产品,都有其匹配的操作系统。早期的MULTICS、UNIX多任务操作系统适合大型机;到个人电脑时代多处理器操作系统,如LINUX和Windows逐渐兴起;最近十多年来,是移动操作系统的天下,如iOS和Android。

近年来,物联网产业高速发展,预计2025年全球物联网连接将到达252亿,市场规模将达到17万亿;国内物联网连接将突破80亿,市场规模将达到5.5万亿。要支撑数百亿的设备联网和服务,除了硬件设备要持续创新和发展,各类软件,尤其是操作系统也将起到决定性作用。

操作系统的每一次大发展必定跟计算机硬件的发展密切相关,经过几代的发展,其核心技术已经非常成熟,软件复杂度也达到了上亿行代码的规模。随着物联网成为信息化时代的重要发展节点,操作系统又将迎来新的发展。

物联网操作系统不一样的地方

那么,物联网操作系统与我们之前所接触的、针对单个设备的操作系统相比,最大的不同是什么?又有哪些特别的要求呢?《电子工程专辑》采访了中移物联网信息技术中心副总经理李蒙。

中移物联网有限公司信息技术中心副总经理李蒙

李蒙表示,针对单个设备的系统,常被叫做“裸机操作系统”,主要负责的是将硬件抽象化进行指令控制,早前的电子设备一般功能简单、功耗要求不高,也不需要对功能进行升级。随着硬件上需要承载的功能越来越多,程序的复杂度呈指数级上升,还有现在“标配”的联网需求,原来针对单个设备的系统,就无法承载了。

此外,因为设备的碎片化,不仅天然地导致了物联网的各种标准、协议难以在短时间内达到统一,还因为安全攻击转移到实体化层面,对物联网安全的要求又更高了。再加上现在设备对云和边缘计算的需求越来越多,物联网操作系统可以很好地解决多个层次的“连接”问题。

以中国移动针对物联网领域推出的轻量级操作系统OneOS为例,其具有可裁剪、跨平台、低功耗、高安全等特点,支持Arm Cortex-M/R/A、MIPS、RISC-V等主流芯片架构,兼容POSIX、CMSIS等标准接口,支持MicroPython高级语言开发,提供图形化开发工具,能够有效提高开发效率并降低开发成本,帮助客户开发稳定可靠、安全易用的物联网应用。

解决硬件碎片化问题

物联网还有一个最大的特征,就是碎片化——各种不同类型的硬件之间面临“沟通问题”。一款合格的物联网OS,需要具备消除物理硬件之间差异的特性。

“OneOS采用了模块化的开发模式,通过操作系统作为‘中间层’, 软硬件解耦后,可较大程度地屏蔽硬件差异,将丰富的底层驱动和基础组件抽象成标准的API接口,让研发人员专注于业务应用的开发,开发效率和程序复用率大幅提升。”李蒙说到,“同时,OneOS预先适配了市场上各大芯片平台及主流芯片型号,并与各大云平台实现对接,为开发者节省了大量的基础工作量。”

在处理多设备场景时,往往需要物联网操作系统发挥作用,让所有设备、网络通信、云和数据分析等功能协调运作。OneOS的行业定位很明确,能源表计、工控自动化解决方案、可穿戴解决方案、智能家居解决方案是现阶段重点覆盖的行业领域。

举例来说,在能源表计行业,OneOS针对设备升级、功耗敏感、数据安全等行业难题,一方面提供远程差分升级能力;二是通过定制深度低功耗组件,最高可降低80%功耗;三是通过完备的密钥管理、安全生产、安全传输能力,保障表计设备及数据安全。

而在工控行业,李蒙表示,OneOS是目前国内唯一基于功能安全IEC 61508标准设计的操作系统。“深度支持5G网络高可靠、低延时特性,可为用户提供更加灵活、便捷、安全的组网方案;此外我们与德国CODESYS合作,为客户提供符合国际标准的PLC开发工具,赋予产品良好的可编程性。”

快速适配,支持多家芯片厂商

据悉,在硬件支持上,OneOS已经与NXP、意法半导体、兆易创新、华大半导体、灵动微电子、复旦微电子、航顺芯片、极海半导体等主流的MCU厂商建立了战略合作关系,并完成了多款主流32位MCU适配。预计到2021年底,OneOS将完成超过1000款主流MCU的适配。

据李蒙透露,在今年缺芯环境的影响下,有不少的客户找到中移物联寻求国产芯片适配的支撑。“OneOS针对目前国产换芯大潮成立了专业的技术支撑团队,以内核适配为例,以往适配周期在1周左右,OneOS通过增加专业人员配比将适配周期压缩到了2-3天。”

作为一款全开源的系统,OneOS除了向深度合作的企业提供技术支持,还将提供定制化的软件组件等服务,帮助企业更快速的完成OneOS的移植与其原方案的融合。

OneOS的优势

当前物联网OS百花齐放,其他互联网巨头或老牌OS相比,OneOS的“硬”优势体现在对安全能力的重视和积累,这也是OneOS区别于目前市面上其他操作系统最大的优势。

据介绍,OneOS集成了安全可靠的服务组件,其安全框架有四大特色:

一、支持SE-SIM、安全MCU、TEE等多种安全载体;

二、支持(D)TLS1.3通信协议,相比现在用得比较多的TLS1.2版本,减少了握手次数,强化了安全机制,能够实现更低功耗的安全通信,更加适合物联网场景;

三、支持国密算法,更加轻量、高效、自主、可控;

四、操作系统按照IEC 61508标准设计,IEC 61508标准有完善的内容适用于工业过程控制及工业自动化,同时也广泛适用于汽车、重型机械、矿业等对安全性和可靠性要求非常高的领域。

此外,中移物联作为中国移动的子公司,具备运营商的背景,对5G的支持会更加深刻。李蒙认为,5G的重要爆发肯定会在物联网场景下,5G有很多新的特性,是需要在端侧进行应用化实现的,“OneOS会更具备这样的快速融合能力”。

以往烟囱式的开发模式阻碍了物联网应用的爆发,而OneOS采用端云融合设计,对接OneNET、阿里云等主流物联网平台,帮助开发者快速打通云平台,提升应用开发效率。而且中移物联拥有自己的智能硬件、芯片模组等产品,OneOS端云融合组件集成各类端云通信协议,支持连接中国移动OneNET云平台和其他第三方云平台。开发者可以通过端云组件提供的连接能力,结合云平台的开放功能,快速打造端云融合的物联网应用。“云—管—边—端”的全能力,也成为中移物联攻城略地的“软”优势。

物联网时代的OS注定百花齐放

无论电脑还是手机时代的操作系统,开局都是群雄混战,当前物联网时代也有类似的特征——各家OS各自培育生态。那展望未来,物联网行业是会长期保持多个OS,还是会逐渐整合形成一个或少数统一的OS?

或许可以从硬件种类和数量不同来分析。

首先,物联网设备入网量肯定是电脑和手机的很多倍,这是毋庸置疑的发展趋势。其次,在市场足够大的同时,物联网的场景也足够多,这令“碎片化”成为贯穿物联网行业发展的几乎永恒的主题。

“从场景、需求、设备、软件和能力的各个层面,都不太可能再像手机或电脑一样出现一个‘大统一’的形势。” 李蒙说到,“我们认为,在细分的行业或说场景内,比如家居、工业、个人消费品,每一个行业从硬件到软件再到服务,都会有越来越成熟的产业链,而物联网OS将从源头到终端地去积累和学习多个环节的需求,以提供服务或能力的形式,产生更高的价值。”

责编:Luffy Liu

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刘于苇
电子工程专辑(EETimes China)副主分析师。
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