19世紀的德國，荷爾德林寫人，詩意棲息時，人們害怕工業(yè)文明變化，想找回家的路。自然棲息時，時間迅速滑行，21世紀的今天，詩意也不像預(yù)測的那樣消失了很多智能終端的服務(wù)，使生活變得相當(dāng)有趣，給予物品生命，實現(xiàn)了對話和交流。
這是物聯(lián)網(wǎng)時代，我們總是感嘆科學(xué)技術(shù)的美麗，但在詩意下，能夠探索智能終端的原因的人并不多。即使智能揚聲器、智能空調(diào)等產(chǎn)品的日常出現(xiàn)頻率很高，也很少有人能感覺到芯片的操作系統(tǒng)在協(xié)調(diào)控制相應(yīng)的功能和開關(guān)、上傳數(shù)據(jù)，有計算力的話物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備就能實現(xiàn)運動。
實際上，在很多人眼中，物聯(lián)網(wǎng)畫的藍圖還遠離生活。直到最近中美貿(mào)易摩擦持續(xù)，世界政治經(jīng)濟環(huán)境復(fù)雜變化，華為等中國高新技術(shù)企業(yè)受到制裁后，芯片、操作系統(tǒng)才受到更大關(guān)注。然而，中國面臨的缺乏核心和靈魂的情況再次引起了深思:如果再次遇到封殺禁令，芯片仍然可以找到替代品，但是如果操作系統(tǒng)沒有國產(chǎn)化，在受到限制后，顯然會有更大的影響。特別是在5G時代，萬物連接起來，如何避免物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)成為阿喀琉斯的跟蹤？物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)未來應(yīng)如何發(fā)展
這是關(guān)系到未來時代的多米諾骨牌。
覺醒，入局IoT OS
在推下骨牌第一張之前，我們先來聊聊物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)(IoT OS)的發(fā)展。IoT OS起源于兩個傳感網(wǎng)項目OS-TinyOS和Contiki，它們對今天的IoT OS產(chǎn)生了深遠的影響。嵌入式系統(tǒng)聯(lián)誼會秘書長，單片機與嵌入式系統(tǒng)雜志副主編何小慶認為，最早的IoT OS始于2014年，標(biāo)志性產(chǎn)品是ARM Mbed OS。當(dāng)時，人們都在思考，如何把不同的物體信息搜集整合起來并把它傳輸?shù)较乱粋€層次。在這樣的需求下，面向物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備和應(yīng)用需要一個集成系統(tǒng)，通過它們完成底層數(shù)據(jù)的搜集。
單一的軟件結(jié)構(gòu)很難解決這些問題。成熟的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備收集數(shù)據(jù)，包括云互聯(lián)在內(nèi)需要操作系統(tǒng)的支持，業(yè)務(wù)和應(yīng)用程序的需求完全不同。面對實際應(yīng)用場景，需要根據(jù)行業(yè)的不同定制軟件方案，IoT需要專業(yè)的定制系統(tǒng)來解決這樣的問題。
有了這樣巨大的物聯(lián)網(wǎng)市場需求，各大互聯(lián)網(wǎng)公司開始了自己的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)布局，掀起了物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)開源的浪潮。
2015年，華為布局了“121”的物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略，基于自己的芯片和業(yè)務(wù)發(fā)表了LiteoS。2015年谷歌發(fā)表了Brillo。OS(后來改名為Android。Things，2016年Linux基金會發(fā)表了ZephyroS，2017年螞蟻發(fā)表了AliOS的Things，2017年亞馬遜開發(fā)了Amazon的FreeRTOS，2019年騰訊發(fā)表了輕量級TencentoStiny。IoTOS進入了高速公路。
進入2020年，新冠肺炎的流行在世界范圍內(nèi)蔓延，IoT指南的前進勢頭依然不減。中國移動推出輕量級IoTOS-OneOS，主要是5G和端云一體化，微軟推出AzureRTOS，即ThreadX，名推出物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺名Vela，開源NuttX，Vela
物聯(lián)網(wǎng)激起了資本的欲望，引起了從芯片到終端制造商的戰(zhàn)爭，也點燃了物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)戰(zhàn)場的戰(zhàn)火。這場比賽很厲害。
研究IoT操作系統(tǒng)的企業(yè)當(dāng)然可以在市場上建立更高的競爭壁壘。中國IT巨頭通過硬件和軟件結(jié)合帶來的一貫用戶體驗，通過IoT產(chǎn)業(yè)整體的生態(tài)，為了在藍海，為了在市場上獲得更多的自主權(quán)，降低對軟件產(chǎn)業(yè)鏈的依賴風(fēng)險。
尤其是在美國加大制裁后，國內(nèi)外市場環(huán)境的變化也讓更多的科技企業(yè)意識到了技術(shù)自立的重要性。在這種情況下，作為世界上物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)最大的運營商，中國移動終于出現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的江湖上，2020年6月正式發(fā)售OneOS1.0商業(yè)版。而基于中國移動強大的渠道資源，OneOS 7月就在智能水表行業(yè)實現(xiàn)了應(yīng)用突破，到2020年底，累計裝機量就突破10萬臺。
圖：OneOS關(guān)鍵能力
為什么中國移動要在彼時推出OneOS?筆者采訪中移物聯(lián)網(wǎng)公司信息技術(shù)中心副總經(jīng)理李蒙時他坦言，做這個操作系統(tǒng)的目的除了國產(chǎn)化替代，其實更多的是服務(wù)產(chǎn)業(yè)，既是對國家自主可控政策的一個響應(yīng)，同時也是要服務(wù)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的一些需求。在5G時代，應(yīng)用場景的復(fù)雜性決定了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用會面臨如：終端硬件碎片化、網(wǎng)絡(luò)多樣化、平臺接入復(fù)雜化、安全攻擊實體化等問題。傳統(tǒng)的嵌入式操作系統(tǒng)無法應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，時代需要更適合物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的操作系統(tǒng)。
李蒙認為，一方面降低開發(fā)難度，提高開發(fā)效率，使行業(yè)開發(fā)人員集中精力開發(fā)業(yè)務(wù)，另一方面只有這種硬件和軟件的結(jié)合?？梢源龠M物聯(lián)網(wǎng)整體應(yīng)用生態(tài)的繁榮。
操作系統(tǒng)和芯片是雙胞胎兄弟，在國產(chǎn)化浪潮的推動下，操作系統(tǒng)方面蓬勃發(fā)展，國產(chǎn)MCU也一樣百花齊放。華大半導(dǎo)體MCU市場部經(jīng)理梁少峰認為，目前國內(nèi)MCU企業(yè)呈現(xiàn)前所未有的繁榮狀況，加快MCU行業(yè)整體的大浪淘沙、優(yōu)勝劣汰的洗牌過程，同時企業(yè)修煉內(nèi)功，提高效率，在市場上真正依靠產(chǎn)品說話。作為國產(chǎn)芯片龍頭企業(yè)，華大半導(dǎo)體不斷調(diào)整優(yōu)化發(fā)展戰(zhàn)略，將市場主要集中在工控、汽車電子、安全芯片三大領(lǐng)域。在超低耗電領(lǐng)域，華大半導(dǎo)體是國內(nèi)絕對領(lǐng)先的MCU供應(yīng)商，其HC32L系列產(chǎn)品在超低耗電性能和EMC可靠性方面已經(jīng)超越了國際傳統(tǒng)MCU大廠的對應(yīng)產(chǎn)品。
國產(chǎn)核心和國產(chǎn)操作系統(tǒng)的優(yōu)勢相輔相成，預(yù)計將成為產(chǎn)業(yè)生態(tài)的新戰(zhàn)略核武器，硬件和硬件都是國產(chǎn)的，大大提高產(chǎn)品的安全、自主、可控性梁少峰指出。華大半導(dǎo)體與中國移動OneOS在去年中國移動合作伙伴大會上簽署了全面的戰(zhàn)略合作協(xié)定。李蒙對筆者說:OneOS在完成華大主流MCU適應(yīng)的基礎(chǔ)上，2021年底完成華大全系MCU適應(yīng)。
在筆者和一些行業(yè)的大咖啡館、公司的上層交流中，安全是一些共同關(guān)注的問題。萬物互聯(lián)下的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備呈現(xiàn)碎片化、巨量化的特點，應(yīng)用場景更趨復(fù)雜化，這使得針對物聯(lián)網(wǎng)的攻擊數(shù)量急劇上升，并呈現(xiàn)實體化、多樣化的攻擊特點。物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備攻擊可要比互聯(lián)網(wǎng)要危險的多，比如針對醫(yī)療設(shè)備的安全攻擊，直接關(guān)系到人的生命安全。何小慶在談及物聯(lián)網(wǎng)安全時指出，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備由于特殊應(yīng)用場景的需求，經(jīng)過優(yōu)化以降低功耗和負擔(dān)能力，其中大部分計算資源較差，因此，這些設(shè)備更容易遭到黑客攻擊。但好消息是，在軟件層面使用嵌入式加密的認證和加密可以讓黑客難以訪問智能連接的IoT設(shè)備。
諸如華為LiteOS在安全設(shè)計上構(gòu)建了低功耗安全傳輸機制，支持雙向認證、FOTA固件差分升級，DTLS/DTLS 等;AliOS Things則通過核心組件之一自組織網(wǎng)絡(luò)(uMesh)來保障嵌入式設(shè)備能夠自主安全接入自組織網(wǎng)絡(luò)，并保證和云端數(shù)據(jù)通信的完整性和機密性。
作為行業(yè)新兵，中國移動OneOS在前期技術(shù)、頂層設(shè)計方面積累了3年以上，但在何小慶看來，該新兵也有其優(yōu)勢。一是安全方面，何小慶認為移動物聯(lián)網(wǎng)從戰(zhàn)略規(guī)劃和實施現(xiàn)狀來看，物聯(lián)網(wǎng)安全方面是領(lǐng)導(dǎo)者，李蒙認為也是OneOS的優(yōu)勢之一。的確，能夠意識到物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)安全問題的重要性真的很重要。因為在多終端、復(fù)雜協(xié)議的基礎(chǔ)上，安全問題更加突出。操作系統(tǒng)需要在設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)三個層面保障。其中各級風(fēng)險狀況和面臨的安全問題不同，用戶難以熟悉各個方向，操作系統(tǒng)需要更全面的安全管理。
據(jù)了解，OneOS通過了PSA和FunctionAPI認證，該認證環(huán)節(jié)包括信任根服務(wù)隔離、安全啟動、安全升級、安全存儲、唯一認證令牌ID等10個安全目標(biāo)的測試評估。何小慶認為這是國內(nèi)第一家投入安全問題的企業(yè)，眼光長遠。
二是開放度高。何小慶說，物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)在終端一般是免費的，很多企業(yè)都捆綁了自己的云，只有這樣的未來才能產(chǎn)生經(jīng)濟效益。移動物聯(lián)網(wǎng)承諾長期開放，支持第三方訪問，對物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)人員具有很大的靈活性，確實是大企業(yè)負責(zé)的表現(xiàn)。
同樣作為國有企業(yè)的華大半導(dǎo)體，在物聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域表現(xiàn)良好，2019年華大電子安全芯片突破150億，形成了智能卡芯片產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的布局，全系列智能卡芯片廣泛應(yīng)用于智能卡各應(yīng)用領(lǐng)域。梁少峰提到華大半導(dǎo)體在物聯(lián)網(wǎng)安全芯生態(tài)布局時，以安全SE為中心，為客戶提供安全合規(guī)、經(jīng)濟高效的云管-終端安全芯片產(chǎn)品和方案，包括云安全方案、終端安全模塊和終端節(jié)點安全芯片產(chǎn)品，為物聯(lián)網(wǎng)芯生態(tài)的發(fā)展打造安全基礎(chǔ)
路漫漫，自強方不息
在目前國際形勢波云詭譎的情況下，國產(chǎn)芯、國產(chǎn)操作系統(tǒng)堅持自強是正道，而依托國家政策戰(zhàn)略構(gòu)筑自主可控的生態(tài)體系是不斷自強的根本。在技術(shù)層面國產(chǎn)芯和國產(chǎn)操作系統(tǒng)需不斷突破功耗、制程、功能、驅(qū)動等等與國際主流玩家的差距，同時貼近客戶、服務(wù)客戶需求才能贏得市場。
我們的初衷就是幫助客戶開發(fā)安全、可靠、易用的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)。李蒙說，作為運營商，永遠需要在產(chǎn)業(yè)鏈中發(fā)揮扁擔(dān)效應(yīng)，給開發(fā)者創(chuàng)造更多便利。
操作系統(tǒng)本身可以讓開發(fā)者從軟硬件的適配工作中解放出來，更專注于自身的業(yè)務(wù)邏輯中。我們通過與水表和氣表行業(yè)的客戶進行實驗測試，首次通過操作系統(tǒng)開發(fā)可以減少約40%的工作量。在此基礎(chǔ)上，開發(fā)第二種硬件可節(jié)約80%。據(jù)李蒙介紹，硬件操作系統(tǒng)的組合方案使研究開發(fā)人員能夠更加關(guān)注應(yīng)用層的開發(fā)，以中國移動OneOS為中間層，硬件和軟件解開結(jié)合后，能夠大屏蔽硬件差異，將豐富的基礎(chǔ)驅(qū)動和基礎(chǔ)部件抽象為標(biāo)準的API接口，使研究開發(fā)人員專注于業(yè)務(wù)應(yīng)用的開發(fā)
在加強自身鍛造的同時，中國移動OneOS也發(fā)揮了渠道優(yōu)勢，與國內(nèi)企業(yè)合作，通過產(chǎn)品互補形成合力，突破了IoT市場。除與華大半導(dǎo)體簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議外，中國移動OneOS與兆易創(chuàng)新、靈動、復(fù)旦微電子、紫光展銳、博通等多家國產(chǎn)芯片廠商建立了深刻的戰(zhàn)略合作關(guān)系，未來也將在國產(chǎn)芯片的適應(yīng)和技術(shù)支持上投入更多的能源。
當(dāng)然，在IoT市場，國內(nèi)企業(yè)還有很多機會。特別是新的基礎(chǔ)設(shè)施政策支持力度的加大，推進了5G通信、物聯(lián)網(wǎng)、AI等技術(shù)的發(fā)展，推動了物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模的快速發(fā)展，對國內(nèi)IoT的生態(tài)建設(shè)自然有很大幫助。由此可見，在這樣的背景下，誰更加堅定地走國產(chǎn)化的道路，誰更加重視自主創(chuàng)新、安全控制，誰更加幫助開發(fā)者建立生態(tài)，誰是未來中國物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的領(lǐng)導(dǎo)者。但是，無論是從生態(tài)構(gòu)建還是技術(shù)角度來看，中國的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)都實際生活中，才能有效地解決實際問題。這些是其核心競爭力，真正實現(xiàn)人，詩意地棲息。
