国产嵌入式操作系统出路何在？

原创：与非网

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2019年8月24日，“国产嵌入式操作系统技术与产业发展论坛暨嵌入式系统联谊会主题讨论会（总第25次）”在北航杭州创新研究院召开。RT-Thread物联网操作系统技术总监——朱天龙应邀出席，并以“物联网操作系统架构和平台化研究”为主题进行了演讲。现场气氛热烈，RT-Thread作为合作和支持芯片厂商最多、社区最活跃、开发者最多、组件最丰富、应用领域最广的IoT OS，获得了各界参会人士的高度赞赏，与会嘉宾也表示十分关注RT-Thread的发展。 

嵌入式系统是电子信息产业的基础，是智能系统的核心。伴随物联网和人工智能的快速发展，嵌入式操作系统在智能系统中发挥越来越大的作用，为了应对日益复杂的外部环境，国产智能系统更加离不开国产嵌入式操作系统。

 

本次论坛议程分为“AIoT时代的嵌入式操作系统”和“国产嵌入式操作系统现状与未来”两部分，邀请到了国内从事嵌入式操作系统研究、教育、开发和开源项目维护的专家和学者参与主题演讲和嘉宾讨论，研讨嵌入式操作系统最新技术、产业机遇以及商业模式，共同探讨国产嵌入式操作系统标准化、生态建设和国际合作等一系列有助于促进嵌入式操作系统发展的热点问题。 

 

 

北京航空航天大学教授、《单片机与嵌入式系统应用》杂志主编何立民、北京航空航天大学杭州创新研究院副院长吴玉崭为活动开场致辞。何立民回顾嵌入式操作系统的发展历程，从依赖国外市场、到中美贸易再到如今的自主研发，指出研发国产嵌入式操作系统的必要性。要吸取过去的失败教训，以华为、阿里等企业为表率，在5G、物联网、AI等新兴技术的发展浪潮下，开启新篇章。曙光在前，任重道远。

 

吴玉崭在致辞中介绍了北航研究院的目标和愿景所在，同时强调了嵌入式操作系统在当前时代下的重要性，要极力摆脱受制于人的发展现状。希望行业内相关专家、学者共同努力，打造国产嵌入式系统的辉煌明天。

 

AIoT时代的嵌入式操作系统

在上午的演讲环节，北京航空航天大学计算机学院教授/博导 牛建伟以“工业机器人操作系统及云平台”为主题的分享。牛建伟表示，在当前国际环境下，高端芯片和国产嵌入式操作系统方面的研发都尤关重要，国内相关企业需一起共论发展方向。

 

北京航空航天大学计算机学院教授/博导 牛建伟

 

“机器人操作系统的发展路线可以分为机器人控制程序、机器人控制系统、机器人操作系统、机器人云操作系统、群智机器人操作系统五个阶段，目前所处阶段为控制系统向机器人操作系统过渡阶段。”牛建伟介绍道。

 

当前，由于标准化工作还未全面开始，还未形成具有垄断地位的机器人操作系统。未来10-20年，将实现PC到PR和IT到RT的历史性变革。

 

同时，对于机器人开发现状和存在的挑战，牛建伟认为亟待解决业务多样、硬件加速以及智能应用等多方面的问题。

 RT-Thread

上海睿赛德电子科技有限公司技术总监朱天龙带来了“物联网操作系统架构和平台化研究”的主题演讲，介绍了国内IoT OS格局、RT-Thread在物联网方面的进展、现状和变革。

 

上海睿赛德电子科技有限公司技术总监 朱天龙

 

朱天龙表示，RT-Thread是国内目前合作和支持芯片厂商最多、社区最活跃、开发者最多、组件最丰富、应用领域最广的IoT OS。

 

RT-Thread拥有良好的软件生态，支持市面上所有主流的编译工具如GCC、Keil、IAR等，工具链完善、友好，支持各类标准接口，如POSIX、CMSIS、C++应用环境、Javascript执行环境等，方便开发者移植各类应用程序。商用支持所有主流MCU架构，如ARM Cortex-M/R/A, MIPS, X86, Xtensa, C-Sky, RISC-V，几乎支持市场上所有主流的MCU和Wi-Fi芯片。

 

 

此外，朱天龙还分享了RT-Thread的历程回顾，详细从新版本的软件架构、云接入方式、安全特性、丰富资源和生态等多方面介绍了RT-Thread的特点和优势，表达了公司致力于构筑物联网产业基石，让物与人、数字世界与物理世界无缝地连接在一起的愿景和目标。

 

众所周知，任何一项技术或领域的发展都离不开生态的建设，生态的完善都离不开标准的限制和规范，物联网操作系统当然也不例外。中国电子技术标准研究院物联网研究中心李孟良博士带来了“物联网操作系统标准探讨”的演讲，介绍了标准研制与验证过程，在企业-专家-平台之间进行反馈和验证。

 

中国电子技术标准研究院物联网研究中心 李孟良

 

对于下一步的工作计划，李孟良表示有三个方面的规划：通用要求：包括功能要求和技术要求，用于统一物联网操作系统的概念，明确边界问题；接口要求：包括硬件兼容性标准和数据接口标准，主要是简化物联网OS开发，加快端云互联对接，降低产品的开发周期；评价指标：包括物联网OS的选型和部署，方便物联网应用服务的部署。

 

来自Synopsys的ARC处理器软件研发经理任慰博士在现场介绍了面向AIoT的开源嵌入式实时操作系统——Zephyr。

 

SynopsysARC处理器软件研发经理 任慰

 

任慰介绍道，Zephyr项目是Linux基金会托管的协作项目，是一项开源协作工作，旨在联合整个行业的领导者，构建针对资源受限设备优化的最佳小型，可扩展的实时操作系统（RTOS），跨多个架构。

 

“Zephyr项目致力于成为最佳的开源RTOS，用于连接的，资源受限的设备，并在构建时考虑到安全性和安全性。Zephyr项目正在与业界领先企业合作，创建一个解决方案，为各种行业集成并创建一个强大，易于使用，可定制的RTOS，并理解不同程度的开发需求。”是Zephyr的愿景所在。

对于物联网操作系统而言，生态建设很重要，在上午的嘉宾讨论环节，浙江大学信电学院教授、院长助理师治国、杭州指令集科技有限公司董事长潘爱民、华为LiteOS 生态总监刘旭明、中国科学院沈阳自动化研究所副研究员张华良，一同针对该如何推进产业生态问题进行了讨论。

 

 

“物联网时代应该是百家争鸣、百花齐放的。需要各行业的参与，商业角度的考量，龙头企业的带动作用，这样才能加速生态建设。同时，物联网市场是差异性市场，寻找差异化和差异化需求是未来需要关注的方向。”大家讨论道。

国产嵌入式操作系统现状与未来

在下午的演讲中，航空工业西安航空计算技术研究所副总师/研究员叶宏分享了“国产嵌入式操作系统自主可控发展战略思考”，针对“计算机软硬件自主可控的必要性、自主可控等级的划分、天脉操作系统研制工作回顾、未来自主可控基础软件发展战略”

 

航空工业西安航空计算技术研究所副总师/研究员 叶宏

 

其中，对于自主可控的等级划分，可以由高到低分为A—E五个等级。此外，对于天脉操作系统的产品特点，叶宏表示，其特点包括实时性、可靠性、确定性、安全性、验证/确认和适应性等方面。

 

天脉1和天脉2的软件规模如下图所示：

 

对于未来自主可控基础软件的发展战略，叶弘认为，首先，我国装备计算机软硬件自主可控要适应国家的战略发展；其次，需求牵引，完善我国基础软件自主可控型谱；第三，完善体系，自主可控战略要与平台研制有所结合；第四，军民融合，促进自主可控产品产业化发展等。

北京翼辉信息技术有限公司技术总监李孝成带来“持续创新·SylixOS助力工控装置软件容器化”的演讲，通过描述SylixOS的发展历程，引申出其丰富的处理器支持、功能强大的网络、开源，自主以及物联网时代带来得变化。

 

北京翼辉信息技术有限公司技术总监 李孝成

 

对于SylixOS容器的特点，李孝成总结道，更适应、低投入、更简化、跨平台、掉电安全、原创等都是其特点和优势。

接下来，华为技术公司ROTS专家陈辉带来了“华为RTOS可信演讲和思考”，介绍了华为欧拉部背景介绍、华为RTOS对可信的思考以及华为RTOS的可信演进计划等内容。

 

华为技术公司ROTS专家 陈辉

 

华为RTOS聚焦电信领域、基于开源Linux、构建高可靠、高安全、高实时的自研OS。同时，配合公司自研ARM芯片战略，构建差异化竞争力，消除业务连续性风险，支撑华为产品长周期供货安全。

 

对于华为OS的全球布局，陈辉表示，海外承担技术领航职责，各地域协同，以全球视野提前布局N+1/N+2技术，国内基于优势资源布局，上海、北京承担技术领航职责，深圳、杭州为交付中心。

 

中国电科32所华元创信副总经理施刚以“锐华™高安全嵌入式操作系统之路”为题进行了分享，强调了自主可控、安全可信、军民融合、创新发展等方面情况。

 

中国电科32所华元创信副总经理 施刚

 

施刚表示，锐华高安全嵌入式实时操作系统能够提升系统安全性、避免不可接受的风险、加速认证周期以及降低系统认证成本。

 

此外，对于锐华嵌入式生态环境，如下所示：

 

演讲的最后，来自阿里巴巴IoT事业部的技术专家黄震带来了“MCU上实现具备轻量级内核态的RTOS”，重点介绍了阿里自主研发的轻量级物联网操作系统——AliOS Things。

 

阿里巴巴IoT事业部的技术专家 黄震

 

AliOS Things是专为物联网应用设计和优化的新一代操作系统，致力于搭建云端一体化IoT基础设施，打造极致性能、极简开发、云端一体、丰富组件、安全保护等关键能力，可广泛应用在家电家居、城市、商业、物流、制造等领域的数字化和设备的智能化。

同时，还包含全连接、全协议和安全等特点。

关于AliOS Things对于RTOS内核态的思考，黄震表示，其核心价值在于在嵌入式MCU设备中也能享受到大型OS的一些特性，同时保留RTOS在footprint、实时性等方面的优势。

在议程的最后，《嵌入式操作系统风云录：历史演进与物联网未来》作者、嵌入式系统联谊会秘书长何小庆作为主持，浙江大学计算机学院副院长/教授陈文智、阿里平头哥半导体 资深技术专家李春强、华东师大国家可信嵌入式软件工程技术研究中心副研究员/总师办主任史建琦、新松中央研究院院长邹风山等作为嘉宾，共同探讨了国产嵌入式操作系统的机遇与挑战。

 

基于国产操作系统起步晚、基础差，发展慢的现状，如何缩小与先进水平的差距？以及如何展望嵌入式操作系统的未来发展趋势？

 

嘉宾们认为，国产操作系统公司与芯片公司的磨合上比较松散，但是整体上感觉国产操作系统已经逐渐趋于成熟和完备，因此，在追赶国外操作系统的路上，需要国内各产业链厂商的支持和包容，给国产嵌入式操作系统一些耐心和机会。

 

对于嵌入式操作系统的未来趋势，从应用的角度来看，随着物联网的发展，各企业都在寻求特色和差异化，也将对操作系统提出更多的要求，因此，极简开发方式是对操作系统的要求，轻量化、分布式、多核等将会是未来的发展趋势。

通过本次论坛，我们可以看到，嵌入式操作系统历史悠久、门类繁多、用途广泛，不仅包括RTOS、开源的Linux、机器人和路由器操作系统，还包括新型的物联网操作系统，以及边缘计算操作系统平台。

 

国产操作系统发展现状还存在诸多不足，任重道远，望砥砺前行。

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