物聯(lián)網(wǎng)嵌入式操作系統(tǒng)研究報告

1、物聯(lián)網(wǎng)嵌入式操作系統(tǒng)研究報告技術(shù)創(chuàng)新，變革未來目錄CONTENTS物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的時代背景物聯(lián)網(wǎng)嵌入式操作系統(tǒng)及案例物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)發(fā)展展望信息化發(fā)展已從計算機時代、互聯(lián)網(wǎng)時代發(fā)展到物聯(lián)網(wǎng)時代，聯(lián)網(wǎng)要求由“人人相連” 變?yōu)椤叭宋锝换ァ?，物?lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)處于快速成長期920世紀(jì)60年代，美國四所大學(xué)的超級計算機開始采用TCP/IP協(xié)議聯(lián)機，正式拉開了互聯(lián)網(wǎng)時代的序幕。經(jīng)過60余年的發(fā)展，設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互連已 從大型計算機時代發(fā)展到個人計算機時代，我們現(xiàn)在正處于移動計算時代和萬物互聯(lián)時代的過渡階段，軟件及硬件設(shè)備發(fā)生了翻天覆地的變化， 聯(lián)網(wǎng)的要求由之前的“人與人”相連轉(zhuǎn)變?yōu)椤叭伺c人”及“人與物”相連。近十年來，

2、全球PC和智能手機的出貨量為百萬級別，而物聯(lián)網(wǎng)的 設(shè)備連接量達(dá)到了百億級別，物聯(lián)網(wǎng)因其應(yīng)用廣泛性、用戶友好性、生態(tài)完整性而具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。機器聯(lián)網(wǎng)人人相連人物交互代表公司設(shè)備連接量大型計算機時代時代有線互聯(lián)，算力強大特點用于科研、企事業(yè)單位個人計算機時代 有線/無線互聯(lián) 互聯(lián)網(wǎng)開始普及移動計算機時代 無線互聯(lián)，實時連接 終端設(shè)備平民化邊緣計算機時代 萬物互聯(lián)，AI賦能 全場景式智能應(yīng)用IBM Apple 聯(lián)想惠普 戴爾 宏碁2010年全球出貨量峰值3.5億臺華為 AppleSamsung 小米2016年全球出貨量峰值14.7億臺華為 阿里巴巴 小米Microsoft Apple Amazo

3、n2019年全球設(shè)備連接量120億臺IBM雷明頓-蘭德數(shù)量級別為千萬臺數(shù)據(jù)來源：IDC通訊技術(shù)實現(xiàn)了由1G向5G的跨越物聯(lián)網(wǎng)的終端設(shè)備數(shù)量呈現(xiàn)指數(shù)型上漲，物聯(lián)網(wǎng)終端軟件復(fù)雜度的提升勢在必行。物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺也需要具備一套對軟件開發(fā)者更友好 的、相對統(tǒng)一的操作系統(tǒng)，使軟件開發(fā)過程從硬件開發(fā)中解耦出來。只需要基于操作系統(tǒng)，即可快速開發(fā)上層應(yīng)用。區(qū)別于傳統(tǒng)操作系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)在操作系統(tǒng)領(lǐng)域需要易拓展、跨平臺、 低成本、強安全、穩(wěn)連接的新要求12多終端應(yīng)具備彈性部署的能力，可應(yīng)用于不同的終端設(shè)備低成本應(yīng)具備在微小設(shè)備運行的能力，資源耗用小，功耗小，降低硬件成本強安全在零碎終端上，同樣擁有足夠強的安全機制，保

4、障用戶設(shè)備和數(shù)據(jù)的安全云端能力在底層架構(gòu)設(shè)計上應(yīng)該具有豐富的云端接入功能，并且保持穩(wěn)定連接操作系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展對操作系統(tǒng)提出的新需求跨平臺應(yīng)具備消弭硬件平臺差異，使軟硬件開發(fā)解耦的能力物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)如果按照功能進(jìn)行分層，可以劃分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層和應(yīng)用層。感知層相當(dāng)于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的五官和四肢，負(fù)責(zé)前端數(shù)據(jù) 的收集；網(wǎng)絡(luò)層相當(dāng)于神經(jīng)纖維，用于高速傳遞數(shù)據(jù)和信息；平臺層相當(dāng)于小腦和大腦，連接管理平臺確保物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)自主運行，而操作系 統(tǒng)則確保智能應(yīng)用有運行的基底。廣義的操作系統(tǒng)是云端PaaS平臺和端側(cè)系統(tǒng)的統(tǒng)一和融合。從市場分額占比來看，平臺層占有物聯(lián)網(wǎng)大約 20%市場。綜合技術(shù)因素和市場規(guī)模，

5、操作系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要一環(huán)。13感知層網(wǎng)絡(luò)層接入網(wǎng)、核心網(wǎng)、業(yè)務(wù)網(wǎng)平臺層應(yīng)用層芯片傳感器通信模組嵌入式SoC通信芯片物理傳感器RFID攝像頭 生物傳感器WIFI藍(lán)牙ZigBeeLoRa蜂窩網(wǎng)絡(luò)（34G、NB-IoT）蜂窩網(wǎng)絡(luò)非蜂窩網(wǎng)絡(luò)ZigBee、LoRa、藍(lán)牙連接管理平臺設(shè)備管理平臺應(yīng)用開發(fā)平臺操作系統(tǒng)及軟件開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)智能終端可穿戴設(shè)備、智能家居、智能汽車物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成智慧樓宇、智慧城市、智能制造物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)按功能進(jìn)行分層廣義 操作系統(tǒng)上承應(yīng)用落地系統(tǒng)集成商SI應(yīng)用開發(fā)商ISV大量協(xié)議的封裝和集成 簡化了程序開發(fā)API及數(shù)據(jù)服務(wù)賦能集 成商的應(yīng)用落地物聯(lián)網(wǎng)PaaS平臺端側(cè)操作系統(tǒng)對不同類型

6、處理器和模組的支持適配 下接海量終端海量 終端設(shè)備豐富應(yīng)用形態(tài)廣義操作系統(tǒng)起到承上啟下的作用廣義物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)上承落地應(yīng)用，下接海量終端傳感器 控制器 智能家居 消費電子操作系統(tǒng)是硬件資源和軟件應(yīng)用之間的橋梁，對于復(fù)雜的底層硬件資源而言，軟件開發(fā)者必須通過操作系統(tǒng)的指令和接口進(jìn)行調(diào)用。 通過操作系統(tǒng)可實現(xiàn)以下幾方面的功能。盡量有效、合理地組織和管理計算機的各種軟硬件資源；合理地組織計算機的工作進(jìn)程，控制程序的執(zhí)行并在程序執(zhí)行的過程中向程序提供各種各樣的服務(wù)功能；用各種各樣的方式使得用戶能夠非常靈活、方便地使用計算機，采用各種各樣的技術(shù)使整個計算機系統(tǒng)能夠高效率地運行。狹義操作系統(tǒng)協(xié)同軟硬件資源

7、，提高終端效率14操作系統(tǒng)是軟硬件資源的分配者操作系統(tǒng)層硬件資源：CPU、內(nèi)存、I/O設(shè)備軟件資源：應(yīng)用軟件、磁盤中的信息物理機層虛擬機層配置在計算硬件上的第一層軟件， 對硬件系統(tǒng)的第一次擴充為軟件進(jìn)程分配計算資源，決定了軟件及應(yīng)用存在的形態(tài)設(shè)備 管理作業(yè)管理文件 管理存儲管理操作系統(tǒng)的五大管理功能對硬件設(shè)備的管理，包括 輸入輸出設(shè)備的分配、啟動、完成和回收對處理器進(jìn)程的管 進(jìn)程 理，將計算資源合 管理 理地分配給每個任務(wù)文件的邏輯組織和 物理組織、目錄結(jié) 構(gòu)和管理負(fù)責(zé)人機交互、 圖形界面、語 音控制對存儲空間內(nèi)數(shù)據(jù) 的結(jié)構(gòu)和組織方式 進(jìn)行管理物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)是科技巨頭的重要著力點，也是取得物聯(lián)

8、網(wǎng)時代戰(zhàn)略制高點的關(guān)鍵之一17物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)從服務(wù)連接，到服務(wù)應(yīng)用，最終目的應(yīng)該是服務(wù)于智能物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)尚處于發(fā)展早期階段，呈現(xiàn)出碎片化狀態(tài)。目前市場中存在著不同來源的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)：有從原有嵌入式操作系統(tǒng)改 進(jìn)而來的，也有從通用系統(tǒng)裁剪而來的，還有面向物聯(lián)網(wǎng)需要完全從零發(fā)展而來的。不同行業(yè)背景的廠商（操作系統(tǒng)大廠、硬件廠商、 云計算服務(wù)廠商等）從自身業(yè)務(wù)需求出發(fā)進(jìn)行探索。我們判斷盡管目前物聯(lián)網(wǎng)市場中操作系統(tǒng)的市場占有率較為分散，但未來有可能出 現(xiàn)幾個壟斷具體業(yè)務(wù)場景或生態(tài)的主導(dǎo)型物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)。主流的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)發(fā)展歷史2003200620142015201620172018201920

9、20AWS：睿賽德科技：Arm：谷歌：谷歌：Apache基金會：Arm：Mbed Linux OS華為：微軟：Adam Dunkels翼輝信息：微軟：華為：Linux基金會：谷歌：(個人）:Contiki慶科：MiCO OS騰訊：阿里巴巴：Wind River:亞馬遜：來源：整理四大類物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，起源和發(fā)展方向各有不同29物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)尚處于發(fā)展早期階段。整個物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)市場呈現(xiàn)出碎片化狀態(tài)。目前市場中至少存在著四種發(fā)展來源的物聯(lián)網(wǎng)操作 系統(tǒng)：嵌入式實時系統(tǒng)及升級版、原有通用系統(tǒng)裁剪定制后適應(yīng)部分物聯(lián)網(wǎng)需求，近幾年來出現(xiàn)的專門為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計的輕量級IoT OS， 以及完全從新開發(fā)的新型操作

10、系統(tǒng)。不同背景的廠商從自身需求和實際業(yè)務(wù)能力出發(fā)進(jìn)行探索。我們判斷盡管目前物聯(lián)網(wǎng)市場中操作系 統(tǒng)的市場占有率較為分散，但未來有可能出現(xiàn)幾個壟斷應(yīng)用場景的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)?；诂F(xiàn)有市場的四類物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)3、面向物聯(lián)網(wǎng)的輕量級IoT OS代表系統(tǒng)： RT-Thread、華為 LiteOS、ARM mbedOS、AliOS Things、 Azure RTOS、Amazon FreeRTOS等 優(yōu)點：專門為物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)設(shè)計，聯(lián)網(wǎng)協(xié)議 完善，開發(fā)包齊全；缺點：仍未解決物聯(lián)網(wǎng)終端碎片化和割裂的問題。2、基于Linux、iOS、Windows等成熟操作 系統(tǒng)的裁剪代表系統(tǒng)：uclinux、win10 IOT

11、、 WatchOS、Android Things等優(yōu)點：軟件開發(fā)工具完善，開發(fā)者基數(shù)大； 缺點：原版系統(tǒng)冗余嚴(yán)重、歷史遺留問題較 多，普遍不適應(yīng)低功耗場景、可擴展性低， 需要定制化。4、下一代操作系統(tǒng)代表系統(tǒng)：谷歌Fuchsia、華為鴻蒙OS優(yōu)點：是對嵌入式系統(tǒng)和個人設(shè)備操作 系統(tǒng)的革命性進(jìn)化，理念為統(tǒng)一型OS， 擴展性及移植性好；缺點：開發(fā)面臨的不確定性高，缺少開發(fā)者基礎(chǔ)和生態(tài)支持。1、傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)+通信協(xié)議+其 他物聯(lián)網(wǎng)功能模塊代表系統(tǒng)：SylixOS、C/OS-、Vxworks等優(yōu)點：更偏向硬件層，硬件推廣成本低；缺點：軟件開發(fā)難度高，軟硬件 耦合較嚴(yán)重，生態(tài)封閉。來源：整理各類物聯(lián)網(wǎng)

12、操作系統(tǒng)的應(yīng)用場景有所差異30物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)按照應(yīng)用場景來看，各類操作系統(tǒng)都有其對應(yīng)的重點應(yīng)用場景，而在部分場景中存在有多類操作系統(tǒng)可供選擇的情況?，F(xiàn)有四類物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的應(yīng)用場景（舉例）操作系統(tǒng)名稱應(yīng)用場景傳統(tǒng)嵌入 式系統(tǒng)uClinux工業(yè)控制、無人機、因特網(wǎng)設(shè)備(路由器、交 換機、防火墻、負(fù)載均衡器等)、專用的控制 系統(tǒng)(自動售貨機）Vxworks通信、軍事、航空航天、工業(yè)制造機器人、醫(yī)療器械、及汽車電子SylixOS航空航天、電力電網(wǎng)、軌道交通、機器人、 新能源、醫(yī)療、工業(yè)自動化通用OS裁剪定制后Android things應(yīng)用于除手機（Android）、電視（Android TV）、車

13、機（Android Auto） 和穿戴式設(shè)備（Android Wear）之外的物 聯(lián)網(wǎng)及嵌入式設(shè)備，適用于構(gòu)建智能家居Windows 10 IoT 核心板智能建筑、IoT 網(wǎng)關(guān)、HMI、智能家居、可 穿戴設(shè)備Windows 10IoT 企業(yè)版工業(yè)平板電腦、零售服務(wù)點、ATM、醫(yī)療設(shè)備、制造設(shè)備、瘦客戶端操作系統(tǒng)名稱應(yīng)用場景輕量級物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)RT-Thread智能家電、網(wǎng)關(guān)、工業(yè)物聯(lián)終端Alios things智能生活電器、智能穿戴設(shè)備、工業(yè)數(shù) 據(jù)采集設(shè)備Huawei LiteOS智能家居、攝像頭、智能水表、智能停 車、智能照明Amazon FreeRTOS使用微控制器，RAM和ROM資源較少

14、 的應(yīng)用場景，如工業(yè)場景下的傳感器、 制動器、泵和自動化組件統(tǒng)一操作系統(tǒng)HarmonyOS鴻蒙依次推進(jìn)從低資源硬件到高資源硬件的覆蓋，以分布式能力面向全場景Fuchsia可以兼容手機、PC、智能家居等物聯(lián) 網(wǎng)場景的統(tǒng)一操作系統(tǒng)來源：整理16代表公司亞馬遜蘋果微軟華為阿里巴巴云依托AWS的云服務(wù)：AWS IoT集成人工智能和大數(shù) 據(jù)分析能力針對硬件產(chǎn)品及場景的開 放平臺：Homekit 、HealthKit 、SiriKit等助力開發(fā)者應(yīng)用開發(fā)Azure 物聯(lián)網(wǎng)中心：受信任的平臺模塊 (TPM) 、 Azure IoT Hub 、 Azure Stream Anzlytics、Azure Sto

15、rage 、 Azure DocumentDB等華為云，物聯(lián)網(wǎng)云平臺：OceanConnect阿里云物聯(lián)網(wǎng)平臺： 開發(fā)者服務(wù)工具IoT Studio物聯(lián)網(wǎng)市場Link Market垂直行業(yè)平臺： 飛鳳、飛燕端終端AI芯片：AWS Inferentia提升AI語音助手效率； 操作系統(tǒng)：Free RTOS芯片：針對硬件產(chǎn)品線推出 A/T/H/S系列芯片 操作系統(tǒng)：與設(shè)備適配的iOS傳感器技術(shù)：NFC、 3D傳感器、生物信息傳感器IoT芯片：Azure Sphere系列認(rèn)證芯片 操作系統(tǒng)：Windows 10 IoT（包含核心板、企業(yè)版）IoT 芯 片 ： NB-IoT商用芯片 IoT通信模組：eL

16、TE-IoT模組 操作系統(tǒng)：LiteOS、鴻蒙OS通信芯片：LoRa芯片AI芯片：平頭哥RISC-V架構(gòu) 操作系統(tǒng)：AliOS Things我們觀察到，近年來世界范圍內(nèi)的科技巨頭都開始在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域進(jìn)行重點布局，雖然各家打法各有差異，但總結(jié)來看巨頭布局互聯(lián)網(wǎng)主 要關(guān)注“云+端”模式，努力構(gòu)建生態(tài)和競爭優(yōu)勢。在云側(cè)，以云平臺為支撐的中間件服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)和信息服務(wù)，以及在端側(cè)，以底 層軟硬件設(shè)備為基礎(chǔ)的配套組件，將會是巨頭控制物聯(lián)網(wǎng)海量終端、豐富應(yīng)用形態(tài)的兩個最好切入點。國際范圍內(nèi)領(lǐng)先的科技企業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)方向的布局來源：，2020巨頭企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)布局研究全球科技巨頭正在以“云+端”模式布局物聯(lián)網(wǎng)嵌入

17、式操作系統(tǒng)Embedded Operating System31早期嵌入式開發(fā)中并沒有操作系統(tǒng)的概念，而是直接在裸機上寫簡單的輪詢系統(tǒng)或前后臺系統(tǒng)。但裸機系統(tǒng)很難保證程序運行的實時性，因 此隨著硬件水平的提升，MCU的Flash和RAM越來越滿足操作系統(tǒng)的占用，所以由嵌入式系統(tǒng)帶來的開發(fā)模塊化工具和實時響應(yīng)的優(yōu)勢反而 簡化了在中大型項目開發(fā)中的難度，因此嵌入式實時系統(tǒng)逐漸取代裸機系統(tǒng)成為趨勢。嵌入式系統(tǒng)逐漸取代裸機系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)發(fā)展開啟早期階段32前后臺系統(tǒng)實時操作系統(tǒng)資源占用不需要分配資源給OS需要分配資源給OS（不同系統(tǒng)內(nèi)核 資源使用情況不同），內(nèi)核資源也不 同，可通過配置資源進(jìn)行配

18、置開發(fā)難度不需要學(xué)習(xí)OS的API，上手簡單； 但后續(xù)開發(fā)難度提升開發(fā)者需要熟悉OS的基本操作（任 務(wù)建立、操作，任務(wù)間通信、優(yōu)先級 處理、中斷處理）實時性難以確保每個操作能夠?qū)崟r響應(yīng)， 如果一個函數(shù)花費過長時間，將 使整個系統(tǒng)的實時性下降。實時響應(yīng)，輪詢處理。實時嵌入式OS的調(diào)度算法可以最大 程度保證系統(tǒng)的實時性；實時響應(yīng)、 實時處理?？赏卣剐?、 可維護性可拓展性差，可維護性差模塊化、結(jié)構(gòu)清晰前后臺系統(tǒng)和嵌入式實時操作系統(tǒng)的對比幾種任務(wù)處理系統(tǒng)的對比模型事件 響應(yīng)事件 處理特點優(yōu)缺點輪詢 系統(tǒng)主程 序主程序輪詢響應(yīng)事 件，輪詢處 理事件只適合順序執(zhí)行的功能代 碼，當(dāng)有外部事件驅(qū)動時， 實時性就

19、會降低前后 臺系 統(tǒng)中斷主程序?qū)崟r響應(yīng)事 件，輪詢處 理事件盡管將事件的響應(yīng)和處理 分開，但事件的處理還是 在后臺內(nèi)按順序執(zhí)行的多線 程系 統(tǒng)中斷線程實時響應(yīng)事 件，實時處 理事件優(yōu)先級概念，相比前后臺 系統(tǒng)，多線程系統(tǒng)的實時 性又提升結(jié)構(gòu)是操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它定義了硬件與軟件的界限、內(nèi)核與操作系統(tǒng)其它組件（文件、網(wǎng)絡(luò)、GUI等）的組織關(guān)系、系統(tǒng)與應(yīng)用的接口。結(jié)構(gòu)是確保系統(tǒng)可靠性、靈活性、可移植性、可擴展性的關(guān)鍵。目前嵌入式操作系統(tǒng)主要采用分層和模塊化相結(jié)合的結(jié)構(gòu)以及微內(nèi)核結(jié)構(gòu)。嵌入式操作系統(tǒng)分層模塊化的結(jié)構(gòu)決定了其可移植、可擴展 的特征，微內(nèi)核的結(jié)構(gòu)決定了其可靠靈活的特征33嵌入式系統(tǒng)的分層模

20、塊化模式嵌入式系統(tǒng)的微內(nèi)核結(jié)構(gòu)硬 件 無 關(guān) 層分層模 塊 化同步、通信管理（消息隊列、信號 量、事件）硬件抽象層 硬件時鐘定時器管理內(nèi)存管理中斷管理調(diào)度管理差錯處理任務(wù)管理用戶擴展處理I/O管理應(yīng)用程序應(yīng)用編程接口硬 件 相 關(guān) 層硬 件 抽 象 層硬 件進(jìn)程服務(wù)用戶態(tài)核心態(tài)應(yīng)用程序客戶內(nèi)存服務(wù)微內(nèi)核文件服務(wù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)顯示服務(wù)發(fā)送 應(yīng)答分層模塊化帶給嵌入式系統(tǒng)優(yōu)勢在于，移植工作集中于模塊化 的硬件相關(guān)層，系統(tǒng)的可移植性和可伸縮性都得到保證。微內(nèi)核的優(yōu)勢在于，可以向外提供一致接口，以及分布式系統(tǒng)支 持。但是，通過微內(nèi)核發(fā)送信息、接受應(yīng)答并解碼所花費的時間 比進(jìn)行一次系統(tǒng)調(diào)用的時間多。嵌入式操作系

21、統(tǒng)的實時性提高系統(tǒng)性能、可移植性有效降 低研發(fā)成本，為物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)開發(fā)提供了良好基礎(chǔ)34無操作系統(tǒng)的嵌 入式算法監(jiān)控式實時操 作系統(tǒng)通用嵌入式實時 操作系統(tǒng)云端連接的操作 系統(tǒng)4-8位單片機為主8-16位嵌入式處理 器為主32位RISC微處理器32位及以上微處理 器無操作系統(tǒng)支持的裸 機以簡單監(jiān)控式操作 系統(tǒng)為主代表：Vxworks、Windows CE嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò) 的連接匯編語言對系統(tǒng)進(jìn)行 直接控制處理器種類繁多， 通用性差可運行在不同的微 處理器上可運行在不同的微 處理器上系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能單一， 針對性強用戶界面不夠友好具有豐富API和嵌 入式應(yīng)用軟件具有豐富API接口， 以及云端能力實

22、時 性內(nèi)核小高可 靠性低功 耗基于優(yōu)先級設(shè)計內(nèi)核可搶占微電量及省電系 統(tǒng)運行時間長無需人工重啟存儲資源小適用于多種終端可移植多種處理器可配置嵌入式系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)的基礎(chǔ)。嵌入式操作系統(tǒng)最初應(yīng)用于單片機，以可編程控制器的形式出現(xiàn)。從無操作系統(tǒng)支持的裸機，發(fā)展到高度 模塊化和拓展性的實時操作系統(tǒng)（RTOS）。文件和目錄管理、設(shè)備管理、多任務(wù)、網(wǎng)絡(luò)、圖形用戶界面（GUI）等功能，并提供了大量的 應(yīng)用程序接口（API），使得軟件開發(fā)的難度不斷下降，自由度不斷上升。作為軟硬件資源的控制中心，以盡量合理有效的方式解決多用戶 共享下的資源。大部分的嵌入式系統(tǒng)都具有軟實時性，可移植于多種處理器，并且基于優(yōu)先級

23、設(shè)計?？偨Y(jié)而言，嵌入式操作系統(tǒng)具有多種優(yōu) 點，尤其適用于成本較低、計算資源不多、對實時性有要求的場景。嵌入式操作系統(tǒng)發(fā)展的四個階段及其特點嵌入式操作系統(tǒng)相對于其他系統(tǒng)具備的特征雖然嵌入式軟件的代碼規(guī)模較小，但開發(fā)難度大。首先，嵌入式軟件的開發(fā)需由交叉編譯的方式完成，負(fù)責(zé)開發(fā)的宿主機平臺和負(fù)責(zé)運行的 目標(biāo)機之間需通過物理連接或邏輯連接。其次，難度主要集中于其既涉及底層軟件的開發(fā)，又要基于操作系統(tǒng)做上層開發(fā)，極端條件下甚至 要直接開發(fā)一個新的操作系統(tǒng)。并且嵌入式開發(fā)調(diào)試的工具遠(yuǎn)沒有一般的軟件開發(fā)工具方便易用，需要具有較多的軟硬件開發(fā)經(jīng)驗。因此， 輔助軟件開發(fā)的工具軟件也具有重要分量，主要包括交叉開

24、發(fā)工具、仿真開發(fā)工具、測試工具、配置管理工具和維護工具等。嵌入式軟件開發(fā)的特性使得開發(fā)工具套件也相當(dāng)重要35嵌入式軟件開發(fā)工具的分類嵌入式軟件開發(fā)需要在宿主機和目標(biāo)機之間交叉開發(fā)需求分析工具（Requirement Analyst Tools）軟件設(shè)計工具（Software Design Tools）Tools ）測試工具（Test Tools ）編碼、調(diào)試工具（Software Design嵌入式軟件開發(fā)各環(huán)節(jié)的輔助工具 對應(yīng)于需求分析-軟件設(shè)計-編碼調(diào)試- 測試這4個環(huán)節(jié)宿主機硬件宿主機OS運 行 庫宿主機開發(fā)環(huán)境編輯編譯鏈接調(diào)試目標(biāo)機硬件調(diào) 試 代 理目標(biāo)機應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用軟件應(yīng)用中間件目標(biāo)

25、機OS下載燒錄開發(fā)平臺 Host運行平臺 TargetC/OS-II是一個搶占式實時多任務(wù)內(nèi)核。它是用ANSI標(biāo)準(zhǔn)的C語言編寫的，包含一小部分匯編語言代碼，使之可以提供給不同架構(gòu)的微處理 器使用。C/OS應(yīng)用領(lǐng)域包括：航空業(yè)、醫(yī)療器械、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及工業(yè)機器人等。 C/OS-II 具有可移植、可固化和可裁剪的優(yōu)點。C/OS- II內(nèi)核的主要功能是任務(wù)的調(diào)度和切換，采用搶占式調(diào)度策略，保證任務(wù)的實時性，能夠管理多達(dá)64個任務(wù)。嵌入式操作系統(tǒng)的典型代表C/OS-II36C/OS-II內(nèi)核對多任務(wù)的控制 C/OS-II的核心特征可移植性（Portable）C/OS-II的源碼用移植性很強的ANSI C

26、，和微處理器硬件相關(guān)的部分用匯編語言。匯編語言寫的部分已經(jīng)壓到最低限度，使得 C/OS-II便于移植到大多數(shù)8位、16位、32位以至64位微處理器、 微控制器 、數(shù)字信號處理器（DSP）上?？晒袒≧OMable）C/OS-II為嵌入式應(yīng)用設(shè)計，可以通過固化手段（C編譯、連接、 下載和固化）嵌入到產(chǎn)品中?？刹眉簦⊿calable）可按需通過裁剪減少產(chǎn)品中C/OS-II所需的存儲器空間（RAM和ROM），可剪裁性靠條件編譯實現(xiàn)。任務(wù)控制塊，保存 任務(wù)的信息狀態(tài)任務(wù)切換任務(wù)調(diào)度就緒表中斷和時鐘節(jié)拍，告 訴內(nèi)核檢查是否需進(jìn) 行任務(wù)切換空閑任務(wù)統(tǒng)計任務(wù)其他任務(wù)是否有更高優(yōu)先級查找就緒表內(nèi)核VxWork

27、s 是美國 Wind River System 公司（簡稱WRS，風(fēng)河公司）于1983年推出的嵌入式實時操作系統(tǒng)，憑借其運行在目標(biāo)機上的穩(wěn)定 性能、卓越的實時性和商業(yè)公司背后專業(yè)的支持服務(wù)而廣泛應(yīng)用于通信、軍事、航空航天等對高精尖技術(shù)及對實時性要求極高的領(lǐng)域。在近 40年的產(chǎn)品迭代升級中，VxWorks產(chǎn)品已經(jīng)走過了互聯(lián)網(wǎng)、多核設(shè)備等普及的過程，并正在逐漸向物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)轉(zhuǎn)變。VxWorks：專業(yè)商用級嵌入式操作系統(tǒng)在40年間的升級迭代37 VxWorks四十余年的產(chǎn)品迭代 VxWorks作為商業(yè)操作系統(tǒng)成功的關(guān)鍵推進(jìn)多核設(shè)備操作系統(tǒng)特定方向的增強為設(shè)備開發(fā)32位處理器設(shè)備中開始出現(xiàn)操作系統(tǒng)198

28、0s數(shù)字控制設(shè)備探索互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)業(yè)務(wù)1990s2000s物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)探索分布式控制與決策（云計算）2010sVxWorks 7VxWorks 6VxWorks 5VxWorks高性能微內(nèi)核Wind可裁剪的運行軟件硬件移植 的優(yōu)越性突出網(wǎng)絡(luò)支持服務(wù) 的領(lǐng)先支持所有的實時特征：快速任務(wù)切換、中斷支持、搶 占式和時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度。微內(nèi)核設(shè)計減少了系統(tǒng)開銷， 從而保證了對外部事件的快速、確定的反應(yīng)。作為商業(yè)軟件，VxWorks提供了百余種模塊以實現(xiàn)不 同的配置。允許開發(fā)者進(jìn)行更為優(yōu)化的 VxWorks 運 行環(huán)境配置。VxWorks提供2000 余個現(xiàn)成的板極支持包BSP；并 提供 BSP Develope

29、rs Kit，用于改變在移植時依賴 于硬件的底層代碼。VxWorks 是第一個支持工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP 的實時操作 系統(tǒng)，并在對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的更新支持上保持領(lǐng)先。來源：整理VxWorks 7平臺：面向物聯(lián)網(wǎng)時代的全面升級38模塊化用戶能夠?qū)ο到y(tǒng)組件和協(xié)議實施高效且有針對性的升級， 無需改變系統(tǒng)內(nèi)核，從而最大限度地減少了測試和重新 認(rèn)證的工作量。連接性支持各種業(yè)界領(lǐng)先的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議， 如USB 、CAN 、 Bluetooth、FireWire和Continua以及開箱即用的高性能 組網(wǎng)功能?？缃K端性VxWorks 7平臺將微內(nèi)核與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)核融為一體，使用戶 能夠在不同類別的設(shè)備上運用同一個RTOS基礎(chǔ)

30、，適用 范圍從小型可穿戴設(shè)備到大型組網(wǎng)設(shè)備。全套內(nèi)置安全功能，包括安全數(shù)據(jù)存儲、防篡改設(shè)計、 安全升級、可信任引導(dǎo)、用戶以及策略管理。安全性VxWorks 7平臺的推出，預(yù)告著風(fēng)河公司正式向物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行新布局。風(fēng)河公司產(chǎn)品管理副總裁Dinyar Dastoor曾表示：“物聯(lián)網(wǎng)顯著 改變了嵌入式行業(yè)格局。 今后的RTOS不僅必須具備傳統(tǒng)的核心實時、確定性性能和可靠性，還必須提供高度互聯(lián)、全面安全、遠(yuǎn)程管理等 新能力“。除了在新平臺中加入物聯(lián)網(wǎng)功能外， VxWorks 7核心平臺還在探索物聯(lián)網(wǎng)細(xì)分場景的需求。 VxWorks 7平臺面向物聯(lián)網(wǎng)增加的新功能 VxWorks 7核心平臺面向物聯(lián)網(wǎng)場景

31、的拓展消費領(lǐng)域工業(yè)領(lǐng)域醫(yī)療領(lǐng)域啟動快、內(nèi)存占用小，適用于存儲空間有限的設(shè) 備，如移動手持設(shè)備、電子成像、住宅網(wǎng)關(guān)以及 寬帶接入等。為工業(yè)設(shè)備制造商提供必要的多媒體聯(lián)通性中間 設(shè)備，包括車間驅(qū)動程序、 連接設(shè)備協(xié)議、無 線外圍設(shè)備等。平臺提供的技術(shù)方案可滿足醫(yī)療設(shè)備制造商的特 殊要求，最高可供三類醫(yī)療設(shè)備使用，通過即用 安全性與穩(wěn)定性功能來減少對開發(fā)者的挑戰(zhàn)。網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域讓客戶快速創(chuàng)建、檢測、應(yīng)用、維護和管理高品 質(zhì)網(wǎng)絡(luò)（有線和無線）基礎(chǔ)設(shè)施， 并提供安全 協(xié)議來保護網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，適用于無線基礎(chǔ)設(shè)施、企 業(yè)網(wǎng)絡(luò)、核心網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)邊界、LTE和寬帶接入 設(shè)備。來源：整理小結(jié)：嵌入式操作系統(tǒng)每10年經(jīng)歷一次重

32、大技術(shù)革命，下一個10年的發(fā)展方向是為物聯(lián)網(wǎng)提供軟硬件連接支持391980S1990S2010S開發(fā)工具和實時內(nèi)核RTOS kernelRTOS集成環(huán)境和OS平臺通用和開源OS平臺2000SLinux面向移動應(yīng)用OSAndroid面向物聯(lián)網(wǎng) 的IoT OS2020SIoT OS來源：何小慶先生的演講PPT20.0%30.0%0.0%10.0%Embedded LinuxFreeRTOS In-housecustom Debian(Linux)Ubuntu Android Windows10 IoTTexas Instruments RTOSRTXOtherscOS-Red Hat Texas

33、Instruments(DSPBIOS)Vxworks Green HillsQNXThreadX未來12個月使用的可能性每隔10年嵌入式操作系統(tǒng)都會經(jīng)歷一次重大的技術(shù)革命。80年代開始出現(xiàn)實時操作系統(tǒng)的內(nèi)核，到了90年代這些操作系統(tǒng)逐漸開始豐富自 身，出現(xiàn)更多的組間和集成開發(fā)環(huán)境。2000年之后，通用操作系統(tǒng)開始進(jìn)入嵌入式領(lǐng)域，Linux在嵌入式領(lǐng)域的影響力顯現(xiàn)。2010年左右， 基于Linux內(nèi)核的Android （包括clinux）開始在消費類產(chǎn)品中占據(jù)最重要地位。2020年之后，面向物聯(lián)網(wǎng)的操作系統(tǒng)（IoT OS）會逐漸 脫穎而出，在應(yīng)用場景的豐富性和市場占有率上有大幅提升。嵌入式系統(tǒng)

34、每隔10年的演進(jìn)2019年嵌入式OS使用市場調(diào)研情況來源：何小慶先生的演講PPTThe outlook for the development of IoT OS物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)發(fā)展展望69AIoT時代的操作系統(tǒng)發(fā)展路徑很有可能區(qū)別于桌面和移動時代70特征通用型計算系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)形式和類型看得見的計算機形式； 按體系結(jié)構(gòu)、運算速度和結(jié)構(gòu)規(guī)模，可分為大、中、小、 微型機?？床灰姷挠嬎銠C；形式多樣，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，按應(yīng) 用場景來分類。組成通用處理器、標(biāo)準(zhǔn)總線和外 設(shè)；軟件與硬件相對獨立。面向應(yīng)用的嵌入式處理器，總線 和外部接口多集成于處理器內(nèi)部；軟件與硬件集成緊密。開發(fā)方式開發(fā)平臺和運行平臺都是通 用

35、計算機。采用交叉開發(fā)方式，開發(fā)平臺為 通用計算機（宿主機），運行平 臺為類嵌入式系統(tǒng)（目標(biāo)機）二次開發(fā)應(yīng)用程序可重新編制一般不能再編程，或二次編程較復(fù)雜盡管桌面和移動時代操作系統(tǒng)的發(fā)展給我們提供了很多信息和經(jīng)驗，但AIoT時代的操作系統(tǒng)發(fā)展路徑很有可能區(qū)別于桌面和移動端的操作系 統(tǒng)。相比于設(shè)備硬件高度相似、應(yīng)用通用性高的桌面端和移動端，IoT OS面臨的場景更為復(fù)雜，設(shè)備種類更多，因此也需要更強的協(xié)同作業(yè) 能力。通用型計算機系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的對比以嵌入式系統(tǒng)為基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展趨勢趨勢1：嵌入式系統(tǒng)以行業(yè)應(yīng)用為主，不會像桌面和移動 端一樣存在單一或寡頭平臺；而同一行業(yè)內(nèi)有可能會形 成開放、軟

36、硬件重用、構(gòu)件兼容、維護方便和產(chǎn)業(yè)分工 的標(biāo)準(zhǔn)，以增強行業(yè)內(nèi)的健康發(fā)展。趨勢2：嵌入式應(yīng)用開發(fā)急需要強大的開發(fā)工具和操作系統(tǒng)的支持，降低開發(fā)難度，提升開發(fā)速度。趨勢3：嵌入式系統(tǒng)逐漸向可編程的新型計算模型發(fā)展。 趨勢4：在不同應(yīng)用行業(yè)領(lǐng)域，收取開發(fā)費用和版稅的商 用型OS和不收版稅，只收技術(shù)服務(wù)費的開源型OS會共同 存在，為建立以生態(tài)為主的行業(yè)巨頭尤其會選擇開源模 式?，F(xiàn)在和將來：AIOT時代，操作系統(tǒng)層面的角逐剛剛開始715GIoTAI算力吞吐量10-100倍的提升 時延10-100倍的下降特定算力10-100倍的 計算性能提升需求終端設(shè)備數(shù)量10-100 倍的增長1、低時延要求對OS形成的

37、挑戰(zhàn)：操作系統(tǒng)成為制約整體時延的關(guān)鍵因素；OS對5G低時延的適應(yīng)與進(jìn)化；OS在數(shù)據(jù)高吞吐量下能否實現(xiàn)工作的穩(wěn)定性。3、海量終端對OS形成的挑戰(zhàn)：海量設(shè)備的差異化需求如何由軟件來實現(xiàn)定義和滿足多類型設(shè)備的互操作和協(xié)同如何實現(xiàn)連接設(shè)備資源從KB級到TB級的跨度；開放的IoT網(wǎng)絡(luò)如何確保海量設(shè)備的安全2、AI對OS形成的挑戰(zhàn)：OS如何統(tǒng)一調(diào)度不同類型的芯片加速器（MCUFPGASoC）以實現(xiàn)目的碎片化場景下，大部分終端設(shè)備的成本 和算力無法滿足AI需求的問題如何解決AIoT時代，軟硬件的需求都發(fā)生變化，對介于軟硬件之間的操作系統(tǒng)層產(chǎn)生新需求。我們相信AIoT時代必將帶來操作系統(tǒng)層的新機會。從 軟件層

38、面，IoT OS 擁抱AI是必然，物聯(lián)網(wǎng)在異構(gòu)數(shù)據(jù)收集上天然具有優(yōu)勢，但AI在物聯(lián)網(wǎng)的整體融入則在算力和算法層面提出不小挑戰(zhàn)。 同時，5G等通信技術(shù)帶來的高吞吐和低時延對OS性能也提出了新的要求。AIoT是人-機-物高度融合的物理信息系統(tǒng)（CPS,Cyber-Physical System），操作系統(tǒng)層面面臨挑戰(zhàn)，這需要科技企業(yè)和開發(fā)者去推動生態(tài)和技術(shù)演化之路。 5G+AIoT對物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)提出的新要求IoT OS向大型（復(fù)雜可配置）和小型（安全和硬化）兩個方向進(jìn)行同步發(fā)展從第二章我們發(fā)現(xiàn)，無論是硬件廠商、云計算公司還是傳統(tǒng)軟件開發(fā)商，都在積極備戰(zhàn)AIoT技術(shù)儲備。我們認(rèn)為操作系統(tǒng)是一家致力

39、于在 AIoT領(lǐng)域起到關(guān)鍵性作用和占據(jù)重要產(chǎn)業(yè)地位的公司所必須掌握的核心技術(shù)之一。但目前不管從技術(shù)成熟度還是應(yīng)用成熟度而言，面向 AIoT的操作系統(tǒng)發(fā)展任重道遠(yuǎn)，由此，我們提出了以下幾個重點問題和行業(yè)內(nèi)進(jìn)行探討：AIOT時代的新軍備：操作系統(tǒng)應(yīng)該怎么做？721、企業(yè)開發(fā)的面向物聯(lián)網(wǎng)的操作系統(tǒng)究竟應(yīng)該開源還是閉源？開源的優(yōu)勢：替軟件開發(fā)者縮減成本，迅速積累開發(fā)者的使用和支持；替硬件開發(fā)者降低系統(tǒng)適配難度；后續(xù)開發(fā)中可以借助外部開發(fā)者的力量。劣勢：對軟件缺乏掌控力，容易出現(xiàn)碎片化的版本失控情況； 軟件本身商業(yè)變現(xiàn)存疑，商業(yè)模式待探索；閉源的優(yōu)勢：加強企業(yè)對軟件的控制，標(biāo)準(zhǔn)化好，能夠從軟件本身獲得利

40、潤； 劣勢：一般以犧牲市場占有率為代價，發(fā)展速度慢；對企業(yè)的后續(xù)服務(wù)能力提出考驗，需要持續(xù)投入自有資源到軟 件升級優(yōu)化和開發(fā)者套件的開發(fā)中。IoT OS的發(fā)展中是否會出現(xiàn)類似于谷歌AOSP（Android開源項目）+GMS（谷歌移動服務(wù)）的控制模式值得思考。當(dāng)然很有可能會產(chǎn)生軟硬件廠商更加緊密合作發(fā)展的新模式。2、面向物聯(lián)網(wǎng)的操作系統(tǒng)應(yīng)該是統(tǒng)一的還是多套系統(tǒng)共存？物聯(lián)網(wǎng)終端的碎片化和復(fù)雜度使得是否可能存在統(tǒng)一的一套系統(tǒng)值得商榷。此前并 非沒有廠商嘗試過一統(tǒng)多終端的操作系統(tǒng)，最典型的案例是微軟曾嘗試用 “OneCore”項目將Windows 10，Windows Server，Windows 1

41、0 Mobile和Windows 10 IoT等構(gòu)建在同一Core之上。用一套OS內(nèi)核實現(xiàn)對終端設(shè)備的全覆蓋， 目前來看是一項極難的挑戰(zhàn)。作為對比，目前同一廠商基本會開發(fā)幾套系統(tǒng)：RT-Thread微軟 阿里云華為RT-Thread NanoRT-Thread IoT OS小資源場景Azure RTOS中等資源場景Win10 IoT Core資源較豐富場景Win10 IoT for indyustryAliOS ThingsAliOSHuaWei LiteOSHarmony OS谷歌Wear OSRT-Thread Smart混 合內(nèi)核注：此處僅考慮物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)OSFuchsiaAndroid

42、ThingAndroid Auto不僅是開源閉源，統(tǒng)一操作系統(tǒng)多種OS共存的發(fā)展問題，限制物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心因素之一，難以像手機端一樣建立硬件和軟件開發(fā)解耦合的虛擬抽象層的問題一直無法解決。AIOT時代的新軍備：操作系統(tǒng)應(yīng)該怎么做？734、在IoT OS發(fā)展及其生態(tài)上，國內(nèi)是否可以借機實現(xiàn)對國外的趕超？自1980s以來的嵌入式系統(tǒng)發(fā)展過程中，國內(nèi)伺服器、工控場景對 RTOS的開發(fā)需求缺失直接導(dǎo)致我國在嵌入式操作系統(tǒng)發(fā)展上落后于國 外，國內(nèi)基本采用的是國外的FreeRTOS、VxWorks或嵌入式Linux等。 更不要談Windows、Android、iOS等國外研發(fā)的通用型操作系統(tǒng)在國內(nèi) 的

43、壟斷地位。但隨著近年來我國對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實際需求產(chǎn)生和重視，涌現(xiàn)了一 批優(yōu)秀的IoT OS廠商和相關(guān)生態(tài)?？梢哉f在探索物聯(lián)網(wǎng)的新系統(tǒng)和新應(yīng)用上，我國很難再從國外發(fā)達(dá)國家處獲得有效借鑒。由于軟硬件生態(tài)原因，對國外成熟操作系統(tǒng)廠商（例如微軟和谷歌）的 產(chǎn)品進(jìn)行追趕極難實現(xiàn)，但在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展上，國內(nèi)廠商及其指定的標(biāo) 準(zhǔn)可能有機會實現(xiàn)彎道超車。3、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)如何應(yīng)該實現(xiàn)硬件標(biāo)準(zhǔn)和軟件開發(fā)的分離？以安卓為例，在建立了硬件標(biāo)準(zhǔn)接口和用虛擬抽象層實現(xiàn)軟 硬件分離與解耦后，才使得軟件開發(fā)者只需調(diào)用OS提供的編 程接口，而無需關(guān)心硬件配置。而顯然在物聯(lián)網(wǎng)中開發(fā)這樣一層物理世界的抽象層難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于手機這一單一

44、設(shè)備。不同廠商之間從建立自身生態(tài)考慮 出發(fā)，也給物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備間的互聯(lián)互通帶來阻礙。物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一 標(biāo)準(zhǔn)的道路上還存在著大量“解耦”工作，需要通過不同層 面的操作系統(tǒng)，將硬件相對標(biāo)準(zhǔn)化，定制化功能通過軟件實 現(xiàn)。軟件定義物聯(lián)網(wǎng)，可能還要很長的路要走。謝謝聆聽！專業(yè)術(shù)語解釋MCU：微控制單元（Microcontroller Unit），又稱單片微型計算機（Single Chip Microcomputer ）或者單片機，是把中央處理器（CPU）的頻率與規(guī)格做適當(dāng)縮減，并將內(nèi)存（memory）、計數(shù)器（Timer）、USB、A/D轉(zhuǎn)換、UART、PLC、DMA等周邊接口，甚至LCD驅(qū)動電路都整合在單一芯片

45、上，形成芯片級的計算機，為不同的應(yīng)用場合做不同組合控制。SoC：系統(tǒng)級芯片或片上系統(tǒng)（System on a Chip），國內(nèi)外學(xué)術(shù)界一般傾向?qū)oC定義為將微處理器、模擬IP核、數(shù)字IP核和存 儲器（或片外存儲控制接口）集成在單一芯片上，它通常是客戶定制的，或是面向特定用途的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。嵌入式系統(tǒng)（Embedded system）：以應(yīng)用為中心、計算機系統(tǒng)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計算機系統(tǒng)。操作系統(tǒng)（Operating System，簡稱OS）：管理計算機硬件和軟件資源的基礎(chǔ)軟件。操作系統(tǒng)需要處理內(nèi)存管理、配置系統(tǒng)資源、 控制輸入輸出

46、設(shè)備、操作網(wǎng)絡(luò)與管理文件系統(tǒng)等基本事務(wù)。實時操作系統(tǒng)（Real Time Operating System，簡稱RTOS）：操作系統(tǒng)的一種，系統(tǒng)保證在一定時間限制內(nèi)完成。實時操作系統(tǒng)有硬實時和軟實時之分，硬實時要求在規(guī)定的時間內(nèi)必須完成操作；軟實時則只要按照任務(wù)的優(yōu)先級，盡可能快地完成操作即可。物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)（IoT OS）：目前對于IoT OS并無明確的統(tǒng)一定義，可以認(rèn)為其是在嵌入式基礎(chǔ)上，面向物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)和功能實現(xiàn)需 求（低功耗、通訊協(xié)議、二次開發(fā)、云端對接、高可靠等），使嵌入式系統(tǒng)具備網(wǎng)絡(luò)連接和通信能力的操作系統(tǒng)總稱。宏內(nèi)核（Monolithic kernel）：操作系統(tǒng)核心架構(gòu)的一種，特性是整個核心程序都是以核心空間（Kernel Space）的身份及監(jiān)管者 模式（Supervisor Mode）來運行。用戶服務(wù)和內(nèi)核服務(wù)運行在同一地址空間中。4專業(yè)術(shù)語解釋微內(nèi)