针对单个设备的系统，常被叫做“裸机操作系统”，主要负责的是将硬件抽象化进行指令控制，早前的电子设备一般功能简单、功耗要求不高，也不需要对功能进行升级。随着硬件上需要承载的功能越来越多，程序的复杂度呈指数级上升，还有现在“标配”的联网需求，原来针对单个设备的系统，就无法承载了。
计算机产业发展至今，经历了几个标志性的时代。例如早期的PC时代，后来的智能手机时代以及各类智能终端组成的物联网时代，每一个时代的电子产品，都有其匹配的操作系统。早期的MULTICS、UNIX多任务操作系统适合大型机；到个人电脑时代多处理器操作系统，如LINUX和Windows逐渐兴起；最近十多年来，是移动操作系统的天下，如iOS和Android。
近年来，物联网产业高速发展，预计2025年全球物联网连接将到达252亿，市场规模将达到17万亿；国内物联网连接将突破80亿，市场规模将达到5.5万亿。要支撑数百亿的设备联网和服务，除了硬件设备要持续创新和发展，各类软件，尤其是操作系统也将起到决定性作用。
操作系统的每一次大发展必定跟计算机硬件的发展密切相关，经过几代的发展，其核心技术已经非常成熟，软件复杂度也达到了上亿行代码的规模。随着物联网成为信息化时代的重要发展节点，操作系统又将迎来新的发展。
物联网操作系统不一样的地方
那么，物联网操作系统与我们之前所接触的、针对单个设备的操作系统相比，最大的不同是什么？又有哪些特别的要求呢？《电子工程专辑》采访了中移物联网信息技术中心副总经理李蒙。
中移物联网有限公司信息技术中心副总经理李蒙
李蒙表示，针对单个设备的系统，常被叫做“裸机操作系统”，主要负责的是将硬件抽象化进行指令控制，早前的电子设备一般功能简单、功耗要求不高，也不需要对功能进行升级。随着硬件上需要承载的功能越来越多，程序的复杂度呈指数级上升，还有现在“标配”的联网需求，原来针对单个设备的系统，就无法承载了。
此外，因为设备的碎片化，不仅天然地导致了物联网的各种标准、协议难以在短时间内达到统一，还因为安全攻击转移到实体化层面，对物联网安全的要求又更高了。再加上现在设备对云和边缘计算的需求越来越多，物联网操作系统可以很好地解决多个层次的“连接”问题。
以中国移动针对物联网领域推出的轻量级操作系统OneOS为例，其具有可裁剪、跨平台、低功耗、高安全等特点，支持Arm Cortex-M/R/A、MIPS、RISC-V等主流芯片架构，兼容POSIX、CMSIS等标准接口，支持MicroPython高级语言开发，提供图形化开发工具，能够有效提高开发效率并降低开发成本，帮助客户开发稳定可靠、安全易用的物联网应用。
解决硬件碎片化问题
物联网还有一个最大的特征，就是碎片化——各种不同类型的硬件之间面临“沟通问题”。一款合格的物联网OS，需要具备消除物理硬件之间差异的特性。
“OneOS采用了模块化的开发模式，通过操作系统作为‘中间层’， 软硬件解耦后，可较大程度地屏蔽硬件差异，将丰富的底层驱动和基础组件抽象成标准的API接口，让研发人员专注于业务应用的开发，开发效率和程序复用率大幅提升。”李蒙说到，“同时，OneOS预先适配了市场上各大芯片平台及主流芯片型号，并与各大云平台实现对接，为开发者节省了大量的基础工作量。”
在处理多设备场景时，往往需要物联网操作系统发挥作用，让所有设备、网络通信、云和数据分析等功能协调运作。OneOS的行业定位很明确，能源表计、工控自动化解决方案、可穿戴解决方案、智能家居解决方案是现阶段重点覆盖的行业领域。
举例来说，在能源表计行业，OneOS针对设备升级、功耗敏感、数据安全等行业难题，一方面提供远程差分升级能力；二是通过定制深度低功耗组件，最高可降低80%功耗；三是通过完备的密钥管理、安全生产、安全传输能力，保障表计设备及数据安全。
而在工控行业，李蒙表示，OneOS是目前国内唯一基于功能安全IEC 61508标准设计的操作系统。“深度支持5G网络高可靠、低延时特性，可为用户提供更加灵活、便捷、安全的组网方案；此外我们与德国CODESYS合作，为客户提供符合国际标准的PLC开发工具，赋予产品良好的可编程性。”
快速适配，支持多家芯片厂商
据悉，在硬件支持上，OneOS已经与NXP、意法半导体、兆易创新、华大半导体、灵动微电子、复旦微电子、航顺芯片、极海半导体等主流的MCU厂商建立了战略合作关系，并完成了多款主流32位MCU适配。预计到2021年底，OneOS将完成超过1000款主流MCU的适配。
据李蒙透露，在今年缺芯环境的影响下，有不少的客户找到中移物联寻求国产芯片适配的支撑。“OneOS针对目前国产换芯大潮成立了专业的技术支撑团队，以内核适配为例，以往适配周期在1周左右，OneOS通过增加专业人员配比将适配周期压缩到了2-3天。”
作为一款全开源的系统，OneOS除了向深度合作的企业提供技术支持，还将提供定制化的软件组件等服务，帮助企业更快速的完成OneOS的移植与其原方案的融合。
OneOS的优势
当前物联网OS百花齐放，其他互联网巨头或老牌OS相比，OneOS的“硬”优势体现在对安全能力的重视和积累，这也是OneOS区别于目前市面上其他操作系统最大的优势。
据介绍，OneOS集成了安全可靠的服务组件，其安全框架有四大特色：
一、支持SE-SIM、安全MCU、TEE等多种安全载体；
二、支持(D)TLS1.3通信协议，相比现在用得比较多的TLS1.2版本，减少了握手次数，强化了安全机制，能够实现更低功耗的安全通信，更加适合物联网场景；
三、支持国密算法，更加轻量、高效、自主、可控；
四、操作系统按照IEC 61508标准设计，IEC 61508标准有完善的内容适用于工业过程控制及工业自动化，同时也广泛适用于汽车、重型机械、矿业等对安全性和可靠性要求非常高的领域。
此外，中移物联作为中国移动的子公司，具备运营商的背景，对5G的支持会更加深刻。李蒙认为，5G的重要爆发肯定会在物联网场景下，5G有很多新的特性，是需要在端侧进行应用化实现的，“OneOS会更具备这样的快速融合能力”。
以往烟囱式的开发模式阻碍了物联网应用的爆发，而OneOS采用端云融合设计，对接OneNET、阿里云等主流物联网平台，帮助开发者快速打通云平台，提升应用开发效率。而且中移物联拥有自己的智能硬件、芯片模组等产品，OneOS端云融合组件集成各类端云通信协议，支持连接中国移动OneNET云平台和其他第三方云平台。开发者可以通过端云组件提供的连接能力，结合云平台的开放功能，快速打造端云融合的物联网应用。“云—管—边—端”的全能力，也成为中移物联攻城略地的“软”优势。
物联网时代的OS注定百花齐放
无论电脑还是手机时代的操作系统，开局都是群雄混战，当前物联网时代也有类似的特征——各家OS各自培育生态。那展望未来，物联网行业是会长期保持多个OS，还是会逐渐整合形成一个或少数统一的OS？
或许可以从硬件种类和数量不同来分析。
首先，物联网设备入网量肯定是电脑和手机的很多倍，这是毋庸置疑的发展趋势。其次，在市场足够大的同时，物联网的场景也足够多，这令“碎片化”成为贯穿物联网行业发展的几乎永恒的主题。
“从场景、需求、设备、软件和能力的各个层面，都不太可能再像手机或电脑一样出现一个‘大统一’的形势。” 李蒙说到，“我们认为，在细分的行业或说场景内，比如家居、工业、个人消费品，每一个行业从硬件到软件再到服务，都会有越来越成熟的产业链，而物联网OS将从源头到终端地去积累和学习多个环节的需求，以提供服务或能力的形式，产生更高的价值。”
责编：Luffy Liu
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