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物聯網操作系統處于一片混沌,泥沙俱下,誰主沉浮?

2019-11-07 09:04 電子說

導讀:物聯網到底需不需要一個大一統的操作系統呢?

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圖片來自“Unsplash”

物聯網,是近年來最熱的話題之一,尤其是在AI和5G的推動下,萬物互連成為諸多科技公司對外的口號,隨之而來的是智能硬件、底層芯片的快速迭代發展。與此同時,物聯網的操作系統,也被越來越多的科技巨頭提上日程。

從早年PC上的Windows到智能手機時代的iOS、Android,操作系統造就了如今的微軟、谷歌、蘋果,然而如今的香餑餑——物聯網操作系統卻仍處在一片混沌之中。

iOS、Android之后,物聯網操作系統成焦點

美劇《硅谷》里,主角之一的華裔小哥JianYang 買了臺智能冰箱,冰箱自帶顯示屏,配有掃碼檢測食物是否過期、是否需要補充功能的App。巧的是,就在最近,有人用冰箱在推特上發了條消息。

在越來越多的硬件設備具備智能能力后,如何去管控這些智能硬件成為大家關注的重點。換句話說,物聯網的終端設備需要在什么軟件上運行,我們要如何讓前后端的軟件協同開發,以及如何保證軟件平臺的安全性,這些無一不涉及到物聯網操作系統(OS)。再加上8月華為鴻蒙OS的發布,圍繞物聯網OS的討論開始甚囂塵上。

就像PC時代的Windows、Linux、macOS,互聯網時代的瀏覽器,以及智能手機時代的iOS和Android,如果沒有操作系統提供標準化的底層運行環境,也難以誕生像阿里、騰訊這樣的互聯網巨頭。

同理,物聯網也需要一套能夠讓軟件開發者快速開發上層應用,且相對統一的操作系統。

最早有跡可循的物聯網OS來自是瑞典計算機科學研究所的網絡內嵌系統研究小組,他們當時開發了一款名為“Contiki”傳感器系統,這是一個小型的嵌入式操作系統,只需要2KB的RAM與40Kb的ROM就能運行。

彼時大家對于物聯網本身還沒有一個具象化的概念,更何況是物聯網OS。真正出現有明確概念的物聯網OS是在2010年,RIOT(實時多任務操作系統)正式誕生。

隨后的2014年,如今已被英特爾收購的Wind River在德國紐倫堡的嵌入式世界大會上,對外公布VxWorks 7物聯網操作系統。同樣是這一年,Arm推出物聯網設備平臺和操作系統mbed OS。再往后,微軟在win10的基礎上推出了面向物聯網的操作系統 Windows 10 IoTCore。

國內也很快跟進,最早吃螃蟹的有上海慶科,他們早Arm三個月發布了物聯網OS MICO。與此同時,在手機操作系統上鎩羽而歸的阿里Yun OS開始轉向物聯網。之后的2015年,華為也推出了開源物聯網OS LiteOS。

悄然間,一場圍繞物聯網操作系統的戰爭開始了。

也有人會疑惑,為什么不能將我們既有的操作系統直接移植到物聯網環境中,答案很簡單:不可以。

和當前的電腦、手機上的嵌入式操作系統不同的是,物聯網囊括下的硬件類型非常多,所以跨平臺是關鍵,這一道門檻就將我們熟知的手機、PC操作系統排除在外。至今,還沒有一家公司能完美做到跨平臺的操作系統的開發,微軟苦心孤詣多年也未能解決。

另一方面,由于物聯網接入設備之間的通信協議種類繁多,設備規格差異大,相應的操作系統也需要做到盡少的占用運行資源、功耗要低,并且支持多種物聯網互聯協議等,條條框框越多,上手便越困難。

所以,物聯網OS發展的速度比不上PC和手機端。“各自為政”是當前物聯網操作系統的現狀,上下游占有一定份額的廠商都拋出了做物聯網OS的橄欖枝。

物聯網操作系統仍處于一片混沌中

物聯網OS百花齊放,從技術路線上來看,業界一般分為兩種,一種是基于傳統操作系統進行“剪裁”和定制,比如Google在Android基礎上做了刪減的Android Things、微軟的Win10 IOT、阿里的AliOS Things等。二是嵌入式實時操作系統,可以稱為RTOS系列,代表有FreeRTOS、LiteOS、Wind River Vx Works、Arm Mbed OS、MICO等。

通常情況下,實時操作系統一般是運行在微控制器上,微控制器是將計算機運行所需要的一些資源(如ROM、RAM、I/O、定時器、ADC、DAC等)集成到了一個芯片上,俗稱為單片機,所以實時操作系統占用的內存很少,也很少會有我們常見的用戶圖形交互界面。

除此之外,谷歌,華為也在開辟一條全新的物聯網OS之路。2016年,谷歌被曝出正在基于微內核Zircon研發名為“Fuchsia”的物聯網OS,外界猜測Fuchsia是谷歌試圖使用單一操作系統統一整個生態圈的嘗試,即一個操作系統可以在智能手表、智能音箱、筆記本、智能手機等在內的設備上運行。

巧的是,華為最近剛剛發布的鴻蒙也是基于微內核的全場景分布式OS,目標基本上和谷歌Fuchsia一致。

不過,雖然物聯網OS很多,但由于發展時間較短,至今都沒有出現形成氣候,出現占有一定主流市場份額的廠商。

這也是操作系統發展必經的過程,只有硬件出貨量達到一個量級,一家獨大或者三足鼎立的局面才會慢慢浮出水面。以手機操作系統為例,智能手機混沌初開之時,諾基亞的Symbian、黑莓的BlackBerry、微軟的Windows Phone、谷歌的Android以及蘋果的iOS是同時共存,直到后期才演變為如今的“兩強”。

業內人士認為,物聯網OS之所以依然呈現“百花齊放”的局面,是因為市場遠未達到一定的規模,以及市場的成熟度不夠高。

確實,做操作系統本身就不是容易的事情,入場的時機、生態的建設、成本的投入、不斷涌現的技術瓶頸等,最終披荊斬棘、熬出頭的只是寥寥幾家。

泥沙俱下,誰主沉浮

操作系統天生就有著開源的血液,從最早的UNIX到后期的Linux,以及基于Linux內核開發的Android,無開源生態,無操作系統,華為鴻蒙OS推出之際也立刻宣布了開源。這也是擺在物聯網OS廠商面前的難題,如何籠絡開發者在自家的操作系統上開發軟件,擴大生態布局。

另外,物聯網涉及到的智能硬件種類非常多,如何從底層打通不同廠商的不同硬件產品,當前既沒有統一的標準,行業從業者也難以形成合力去促成此事。當人人各掃門前雪,物聯網OS的推進更是難上加難。

而且由于物聯應用場景范圍過廣,小到一個開關,大到智能電視,不同的應用場景對底層架構的要求也不一樣,至今也沒有一個物聯網OS能做到全場景的覆蓋,以至于有很多人在討論物聯網到底需不需要一個大一統的OS。

除此之外,物聯網OS的新挑戰也逐漸從終端擴展到了云上乃至邊緣側,因為大多數物聯網終端負責數據的收集與傳輸,數據的分析與處理會放在邊緣端或者云端。有業內人士表示,操作系統已經不是傳統意義上的基礎軟件,而是為構建應用生態系統服務的平臺。以Arm推出的mbed為例,除了操作系統外,它還包括了一套在線開發平臺和一個運行在云平臺的設備服務器。

所以當前對物聯網OS虎視眈眈的企業往往也會考慮布局“云、邊、端”多款IoT操作系統。

有趣的是,回顧桌面和手機OS的發展,蘋果之外,沒有任何一家公司能在硬件和操作系統上做到“一箭雙雕”,微軟通過Wintel聯盟,將PC硬件的生意交給了主機廠,以捆綁銷售Windows操作系統,穩住自己的市場份額。Google雖坐擁Android,但“親兒子”Nexus系列手機始終未能在智能手機市場占得半壁江山。

所以,物聯網OS雖是塊讓人垂涎欲滴的肥肉,但想要吞食它絕非易事。從當前的行業現狀來看,物聯網OS仍然處于早期的“諸侯分割”階段,泥沙俱下,誰主沉浮?


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