當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)和操作系統(tǒng)這個話題出現(xiàn)在IT界時,“嵌入式操作系統(tǒng)”這個術(shù)語與“實時操作系統(tǒng)”(RTOS)經(jīng)?;Q使用。但實際上,一些嵌入式操作系統(tǒng)有實時功能,另一些則沒有這種功能。
真正的RTOS物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需要處理數(shù)據(jù)時沒有緩沖延遲。RTOS的好處包括兩大類:第一,能夠?qū)崿F(xiàn)多任務(wù)處理,能夠調(diào)度和優(yōu)先處理任務(wù),還能夠管理資源在多個任務(wù)之間的共享。這種操作系統(tǒng)通常用于比較復(fù)雜的航空、工業(yè)和醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中。第二,功耗比較低,對資源的要求也比較低,比如處理能力和內(nèi)存。十之八九,諸如此類的操作系統(tǒng)的增長率會超過RTOS,至少對第一代物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備來說是這樣的,這種類型的操作系統(tǒng)復(fù)雜性低,功能也相對比較齊全。
RIOT OS是一種開源社區(qū)項目,自2008年以來就啟動了。RIOT能夠在眾多平臺上運行,包括嵌入式設(shè)備和PC(以及數(shù)量眾多的極其流行的傳感器/致動器板卡),而且擁有易于使用的API。該操作系統(tǒng)因用電量和資源需求方面能夠做到高效而家喻戶曉。
微軟的最新款嵌入式操作系統(tǒng)名為Windows 10 for IoT。這面大旗下還有三個子操作系統(tǒng),視用戶的要求而定。第一個是Windows 10 for IoT Mobile,它支持ARM架構(gòu)。第二個是Windows 10 for IoT Core,它支持Raspberry Pi和英特爾凌動。最后一個是Windows 10 for IoT Enterprise——這多少有點像功能完備的Windows 10 Enterprise,但僅限于運行單一應(yīng)用程序。
由于Windows 10 for IoT是全新產(chǎn)品,它在用戶群和經(jīng)驗豐富的開發(fā)者方面顯然落后于其他許多物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)。話雖如此,這款操作系統(tǒng)大有潛力,如果你想在內(nèi)部開發(fā)應(yīng)用程序,更是如此。最終,那些習(xí)慣于使用Visual Studio和Azure物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)、針對Windows從事開發(fā)工作的人會被整套的Windows 10 for IoT方案吸引過去。
WindRiver的VxWorks可能是如今使用最流行的商用RTOS。它提供了一款可靠的操作系統(tǒng),又具有高度的靈活性。VxWorks還提供了許多安全功能,這些功能對需要它們的物聯(lián)網(wǎng)項目來說至關(guān)重要。VxWorks在工業(yè)、醫(yī)療和航空等領(lǐng)域的名氣很大,因為它是少數(shù)幾家滿足必要的認證要求、以便用于那些行業(yè)的RTOS廠商之一。
谷歌在去年秋季的谷歌I/O大會上宣布,打算推出Brillo,進軍嵌入式操作系統(tǒng)市場。面向基于安卓的嵌入式操作系統(tǒng)的開發(fā)平臺,很適合在編寫安卓應(yīng)用程序方面有著扎實背景的那些人使用。Brillo使用一種名為Weave的通信協(xié)議。這意味著,智能設(shè)備沒必要非得將嵌入式安卓作為其操作系統(tǒng)——它們只要能夠使用Weave進行通信就可以。這為一大批廠商將Weave集成到物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品中敞開了大門,最終讓這些產(chǎn)品能夠與Brillo聯(lián)通。
ARM開發(fā)了自己的開源嵌入式操作系統(tǒng),名為mbed OS。由于它是由ARM自身開發(fā)的,所以ARM是唯一支持的架構(gòu)。話雖如此,預(yù)計該操作系統(tǒng)會在智能家居和可穿戴式設(shè)備這兩個物聯(lián)網(wǎng)細分市場大放異彩。這款操作系統(tǒng)有別于另外許多的嵌入式操作系統(tǒng),原因在于它是單線程,而不是多線程。ARM表示,它認為對于該操作系統(tǒng)能夠在尺寸最小、功耗最低的設(shè)備上運行而言是必不可少的。如果物理尺寸和電池使用時間至關(guān)重要,物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備最后可能會在mbed OS上運行。
到目前為止,蘋果已采用了其操作系統(tǒng)平臺的變種,開發(fā)了多款物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,比如蘋果電視、CarPlay(借助BlackBerry QNX)和蘋果手表。展望未來,預(yù)計蘋果會繼續(xù)使用其iOS,并改動OS X,那樣它可以在物聯(lián)網(wǎng)端點設(shè)備上更精簡、更高效地運行。開發(fā)人員可以使用諸如最近發(fā)布的HomeKit之類的工具,這種框架用來構(gòu)建控制家庭自動化設(shè)備的應(yīng)用程序。
Nucleus RTOS是Mentor Graphics公司開發(fā)的一種嵌入式操作系統(tǒng)。這家公司聲稱,其軟件目前在30多億個設(shè)備上運行,這是個相當(dāng)龐大的安裝群。該操作系統(tǒng)為眾多嵌入式架構(gòu)提供了有力的支持,在汽車、醫(yī)療、公用事業(yè)、工業(yè)和消費類電子產(chǎn)品等行業(yè)垂直領(lǐng)域大受歡迎。
不過另一種由來已久的商用RTOS解決方案是Green Hills的Integrity。它在航空/國防、汽車、工業(yè)和醫(yī)療等垂直領(lǐng)域展開激烈的競爭。該公司還繼續(xù)在面向消費者的物聯(lián)網(wǎng)市場大受歡迎,這歸功于它一直憑借性能、安全和可靠性博得人氣和美名。
基于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)處在發(fā)展初期,碎片化特點必將導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)時代對軟件的多樣性需求。一種操作系統(tǒng)和開發(fā)工具很難支持物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的所有設(shè)備,短時間內(nèi),物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)很難形成像智能手機中Android和iOS兩家獨占市場的局面。以安全性和集成化為代表的物聯(lián)網(wǎng)新需要給傳統(tǒng)嵌入式軟件帶來挑戰(zhàn),也給以互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)為代表的產(chǎn)業(yè)新勢力帶來機遇。