嵌入式操作系統(tǒng)發(fā)展步入快車(chē)道

嵌入式操作系統(tǒng)歷史悠久、門(mén)類(lèi)繁多、用途廣泛，不僅包括嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作者系統(tǒng)(RTOS)、開(kāi)源的 Linux、機(jī)器人和路由器操作系統(tǒng)，還包括新型的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，以及邊緣計(jì)算操作系統(tǒng)平臺(tái)。筆者認(rèn)為，只要是國(guó)人開(kāi)發(fā)的，國(guó)人參與維護(hù)的開(kāi)源項(xiàng)目，都是廣義上的“國(guó)產(chǎn)嵌入式操作系統(tǒng)”，隨著中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，國(guó)產(chǎn)裝備自主可控需求旺盛，國(guó)產(chǎn)嵌入式操作系統(tǒng)發(fā)展步入快車(chē)道。

嵌入式技術(shù)不同于一般的計(jì)算機(jī)技術(shù)。我們知道，通用計(jì)算機(jī)主要是用來(lái)與人進(jìn)行交互，并根據(jù)人們發(fā)出的指令工作。在大多數(shù)情況下，嵌入式系統(tǒng)可以根據(jù)自己的“感知”獨(dú)立處理事件，因此對(duì)事件處理的及時(shí)性和可靠性提出了更高的要求。

一般來(lái)說(shuō)，嵌入式系統(tǒng)應(yīng)具有以下特點(diǎn)：專(zhuān)用性、封裝性、實(shí)時(shí)性、可靠性。專(zhuān)用性是指用于特定設(shè)備完成特定任務(wù)的嵌入式系統(tǒng)，不同于通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以完成多種不同的任務(wù)。可封裝性是指通常隱藏在目標(biāo)系統(tǒng)中而未被操作員注意到的嵌入式系統(tǒng)。實(shí)時(shí)性是指嵌入式系統(tǒng)在可預(yù)測(cè)的時(shí)間內(nèi)響應(yīng)事件或用戶干預(yù)的能力，與實(shí)際外部事件的頻率相比。

國(guó)產(chǎn)嵌入式操作系統(tǒng)發(fā)展一個(gè)重要方向就是打造航空航天、工業(yè)裝備和軌道交通、通信設(shè)備和汽車(chē)電子的自主可控的操作系統(tǒng)。面向裝備與國(guó)防系統(tǒng)的嵌入式操作系統(tǒng)在可靠性、環(huán)境適應(yīng)性、電磁兼容性、實(shí)時(shí)控制性方面都有自己的一套要求。華為在嵌入式操作系統(tǒng)方面的起步比較早，目前已經(jīng)有基于開(kāi)源的 Linux 自研的高可靠、高安全與高實(shí)時(shí)性的操作系統(tǒng)，覆蓋了公司通信產(chǎn)品中的各個(gè)業(yè)務(wù)。華為的 RTOS 面向 5G 萬(wàn)物互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，對(duì)于操作系統(tǒng)安全方面的考慮尤其重視，可滿足安全、可靠、自主的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)要求。

嵌入式系統(tǒng)的主頻、功耗一般比較低，計(jì)算能力相對(duì)較弱。人工智能算法的復(fù)雜度較高，很多情況下需要服務(wù)器、GPU的介入才能實(shí)現(xiàn)算法的實(shí)時(shí)性。然而，嵌入式產(chǎn)品也具備對(duì)人工智能算法的需求，如人臉識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別等。嵌入式系統(tǒng)可以作為復(fù)雜人工智能產(chǎn)品的數(shù)據(jù)采集終端，或者人機(jī)交互終端，依靠云端完成人工智能系統(tǒng)的復(fù)雜計(jì)算任務(wù)。但是，網(wǎng)絡(luò)接入的流量限制和帶寬限制會(huì)影響用戶體驗(yàn)的流暢性和實(shí)時(shí)性，“離線”人工智能計(jì)算引擎的開(kāi)發(fā)顯得非常有必要。值得一提的是，F(xiàn)PGA具備功耗低、并行度高、計(jì)算能力強(qiáng)、功能定制靈活的特點(diǎn)，有可能成為未來(lái)“離線”人工智能產(chǎn)品的主要計(jì)算部件。

目前，我國(guó)也正在積極推進(jìn)新一代通訊技術(shù)5G時(shí)代降臨，預(yù)計(jì)2021年可以預(yù)商用，2022年正式進(jìn)入商用。隨著云、人工智能、5G等新興技術(shù)的加速成熟和逐漸普及，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)門(mén)檻正在降低，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在行業(yè)市場(chǎng)的滲透率不斷提高，企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用規(guī)模將隨之?dāng)U大，從而推動(dòng)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)解決方案所需的硬件、軟件、服務(wù)和連接支出的持續(xù)增長(zhǎng)。

物聯(lián)網(wǎng)與嵌入式是密不可分的，雖然物聯(lián)網(wǎng)擁有傳感器、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、射頻識(shí)別，但物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的控制操作、數(shù)據(jù)處理操作，都是通過(guò)嵌入式的技術(shù)去實(shí)現(xiàn)的，物聯(lián)網(wǎng)就是嵌入式產(chǎn)品(物)的網(wǎng)絡(luò)化(聯(lián)網(wǎng))。

目前，在共同努力下，我國(guó)已形成了芯片、元器件、設(shè)備、軟件、電器運(yùn)營(yíng)、物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)等較為完善的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，基于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)部署到機(jī)器。涌現(xiàn)出一批較強(qiáng)實(shí)力物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)軍企業(yè)，初步建成一批共性技術(shù)研發(fā)、檢驗(yàn)檢測(cè)、投融資、標(biāo)識(shí)解析、成果轉(zhuǎn)化、人才培訓(xùn)、信息服務(wù)等公共服務(wù)平臺(tái)。