国际政经环境日益复杂,国产芯片风起云涌,国产操作系统受到国内产业界、学术研究机构和政府部门高度重视。伴随人工智能物联网AIoT)快速发展,嵌入式操作系统在智能系统中发挥越来越大的作用,为了应对日益复杂和不确定的外部环境,国产智能系统更离不开国产嵌入式操作系统,智能工业和物联网对国产嵌入式操作系统需求强劲。

 

为此,10 月 24 日,北京航空航天大学计算机学院、北京航空航天大学杭州创新研究院、中国电子技术标准化研究院物联网研究中心、嵌入式系统联谊会、《单片机与嵌入式系统应用》杂志社,在杭州举办了“第二届国产嵌入式操作系统技术与产业发展论坛暨嵌入式系统联谊会主题讨论会(总第 26 次)”。

 

 

本届论坛聚焦“工业智能系统中的嵌入式操作系统”和“AIoT 时代的物联网操作系统”。会议邀请到国内从事嵌入式操作系统研究、教育、开发和开源项目维护的专家学者以及产业界同仁参与主题演讲和嘉宾讨论。

 

与会者共同探讨物联网、5G、机器人和 AIoT 嵌入式操作系统及软件最新技术、新产品和产业机遇,以及国产操作系统标准化、生态建设的一系列促进产业快速发展的问题,线下和线上 150 余名来自全国各地嵌入式、物联网与工业机器人领域的专家学者等参加本届论坛。

 

上午主题:工业智能系统中的嵌入式操作系统

 

以安全角度重新审视汽车操作系统

 

湖南大学 黄一智博士

 

随着汽车智能化和网联化发展,复杂的电子 / 电气系统结构和应用软件,使安全属性成为汽车最重要、最复杂的属性。湖南大学嵌入式与网络计算湖南省重点实验室黄一智博士带来了第一个报告,题目为“以安全角度重新审视汽车操作系统”。报告从汽车新安全的角度重新审视汽车操作系统,主要阐述了以下问题:汽车电子 / 电气结构和应用需求变化带来汽车安全的新问题;传统汽车操作系统的设计是否还安全;以新安全的角度来看汽车操作系统的发展趋势。  

 

交互与智能固然重要,但是安全无疑是首要问题。汽车操作系统作为连接和管理汽车软硬件的核心组件,为汽车安全提供最重要的保障,而真正影响当前汽车安全的关键是运行在汽车 ECU 上的分布式操作系统。但是,随着未来智能化汽车的车载计算平台加入汽车控制,汽车中所有的操作系统都必须提供必要的实时环境,并达到最高安全等级。黄博士强调:为了应对未来汽车操作系统所面临的诸多挑战,汽车工程师应该专注于汽车系统,计算机的问题交由操作系统和上层软件解决。

 

基于国产机器人操作系统的工业机器人离线编程技术

 

浙江大学机器人所副教授 王进

 

曾承担过国家青年自然科学基金、浙江省自然科学基金等多个项目的浙江大学机器人所副教授王进,在“基于国产机器人操作系统的工业机器人离线编程技术”的主题报告中,围绕基于国产机器人操作系统的高性能工业机器人离线编程软件研发,详尽地介绍了离线编程仿真模型库构建技术、工业机器人作业轨迹生成与智能规划,以及大场景高效运动模拟仿真。

 

报告最后,王进副教授对离线编程与嵌入式系统的联系与分工给出明确的阐释——联系密切、分工明确。嵌入式系统是实时系统,以作业控制为主要目标;离线编程是非实时系统,主要用于作业仿真与优化。。二者通过点位文件、程序指令、通讯协议进行交互。

 

5G 领域嵌入式操作系统关键技术和展望

 

中兴通讯操作系统产品部技术总工 崔云峰

 

崔云峰拥有十多年的嵌入式操作系统设计和研发经验,他的报告题目是“5G 领域嵌入式操作系统关键技术和展望”。5G 场景的关键需求是增强移动带宽、海量机器连接、高可靠、低延迟通信,因此对 5G 操作系统的实时性、可靠性、吞吐性、弹性部署、资源占用、信息安全等方面都提出了非常高的要求。报告结合 5G 场景的关键需求分享了中兴通讯 5G 操作系统的关键技术和实践情况。

 

谈及发展趋势时,崔总工表示:随着 5G 技术的不断发展,嵌入式操作系统更加关注业务性能、云化、实时、可靠、安全等特性;两化融合后,嵌入式操作系统既需要满足工业需求,也需要满足 ICT 需求。

 

机器人控制器的现状与未来发展

 

纳博特科技创始人 张晓龙

 

在题为“机器人控制器的现状与未来发展”的报告中,纳博特科技创始人张晓龙结合自己的深切感悟,对机器人行业的发展趋势,以及国内机器人软件操作平台的现状和未来发展趋势做了深入分析。

 

机器人行业战略转折点出现后,零部件企业构建的横向产业链快速发展,击败纵向产业链;同时,国产工业机器人也迎来了从量变到质变的拐点,未来几年内将实现对进口产品的全方位超越。张晓龙一再强调开放的重要性,他认为:机器人生态将带来多赢机制,能够提升产业分工协作效率,兼顾开发的高效和差异化。

 

工业控制操作系统与运行时环境

 

华东师范大学国家可信嵌入式软件工程技术研究中心 / 软硬件协同设计教育部工程中心副主任 史建琦

 

史建琦副主任为我们带来“工业控制操作系统与运行时环境”的主题报告。报告详细介绍了工业控制领域操作系统的构建与关键技术,重点分析了轻量级容器化技术在工业 APP 上的应用,以及工业控制运行时环境的关键技术与当前实现现状;同时,对新一代工业操作系统的核心需求和关键技术进行了展望。

 

下午主题:AIoT 时代的物联网操作系统

 

物联网操作系统技术及标准化探讨

 

中国电子技术标准化研究院物联网研究中心网络技术研究室工程师 雷根

 

技术发展,标准先行。在题为“物联网操作系统技术及标准化探讨”的报告中,雷根对国内操作系统标准化现状做了深入的分析与总结。同时,对物联网操作系统这一包含大量嵌入式设备的新兴领域进行了研究,通过分析多家现有的物联网操作系统架构,总结了物联网操作系统的技术路线以及共性框架,并根据分析的研究成果提出了几点标准化建议。

 

腾讯物联网操作系统生态布局及关键技术概述

 

腾讯高级工程师 汪礼超

 

汪礼超曾先后在大疆、华为从事嵌入式软件及物联网操作系统相关研发工作,现主要负责腾讯物联网操作系统 TencentOS Tiny 软件架构设计和研发。在“腾讯物联网操作系统生态布局及关键技术概述”的主题报告中,汪礼超详细介绍了腾讯操作系统在腾讯物联网领域的产品布局、腾讯物联网终端操作系统 TencentOS Tiny 产品架构及关键技术、腾讯物联网边缘操作系统 TencentOS Edge 产品架构及关键技术,以及腾讯物联网操作系统解决方案生态孵化思路与推广策略。

 

借助丰富的线上线下活动,腾讯不断提升 TencentOS Tiny 的影响力,并与 MCU/IP、无线 SoC/ 模组、终端 / 项目合作伙伴共建 IoT 生态。随着边缘计算的快速发展,设备节点的安全性也备受关注,对数据传输安全和存储安全都有较高要求。TencentOS Edge 实现了从引导到应用的完整可信任链,Intel 最新一代 Tiger Lake CPU 中便内置了 TencentOS Edge。

 

AIoT 时代物联网操作系统挑战与技术方案探索

 

海尔集团优家研发负责人 尹德帅

 

AI 与 IoT 的结合给物联网操作系统带来了新的挑战,受限于物联网业务的浩如烟海,物联网操作系统的研究方向与内容呈现出新的挑战,包括安全需求的多样化与动态化、AI 对于算力的要求与嵌入式系统算力资源受限的矛盾,操作系统调度与任务管理、内存管理,以及如何利用 AI 技术等等。针对上述挑战,尹德帅做了“AIoT 时代物联网操作系统挑战与技术方案探索”的主题报告,从技术方案角度探索如何应对目前的挑战,并给出相应的技术解决方案,以及在实际产品中的一些应用探索。

 

物联网需要 AI 赋能,操作系统的研究需要 AI 注入新活力!尹德帅认为:AI 在操作系统中的应用,无论是业务角度还是传统研究角度,都有很大的用武之地,Embedded AI 会成为操作系统的标准配置项,如同网络协议、文件系统一样。

 

5G 时代下的物联网操作系统

 

中移动物联网操作系统技术专家 张宏伟

 

张宏伟带来了题为“5G 时代下的物联网操作系统”的报告,对 OneOS 物联网操作系统的总体架构、通信组件、定位组件、信息安全组件等进行了详细的介绍。OneOS 是应用于物联网终端的轻量级实时操作系统,具有易裁剪的轻量级内核,安全可靠,可以屏蔽底层硬件、提升开发效率,支持互联互通、端云融合、远程升级等,并且提供图形化集成开发环境,可快速实现各种物联网应用。

 

AliOS Things AIoT 操作系统

 

阿里云智能资深技术专家 胡俊锋

 

胡俊锋是 IoT 端上操作系统 AliOS Things 的总体负责人,他提出 HaaS(Hardware as a Service)并负责 0 到 1 落地。胡俊锋在“AliOS Things AIoT 操作系统”的主题报告中,剖析了嵌入式操作系统的四大痛点(碎片化,低安全,弱交互和门槛高)以及三大趋势(宏内核 ->微内核,嵌入式应用 ->小程序,软硬分离 ->软硬一体)。

 

作为自主知识产权、高可伸缩的 AIoT 统一操作系统,最新版本的 AliOS Things 拥有两大技术革新——微内核和小程序。其中,微内核具有高安全、可伸缩性的优势。借助 HaaS,AIoT 中小开发者可以快速组装软硬件积木,从而聚焦个性化业务,实现设备安全上云,加速 AIoT 创新迭代。

 

物联网时代的操作系统架构设计

 

杭州指令集智能科技有限公司首席技术官 宋杨

 

曾任阿里安全潘多拉实验室负责人的宋杨博士,在题为“物联网时代的操作系统架构设计”的报告中指出:物联网操作系统是一个适合物联网场景的系统机制,应该能够管理和连接新的设备,配置设备之间的联动规则,并且描述清楚设备间的数字化关系。宋杨结合指令集智能物联网操作系统的构建过程,从物联网场景的角度剖析了系统软件的设计,包括面向连接的设计、小数据与大数据的协同等。

 

从嵌入式操作系统到物联网网关,再到物联网操作系统,既要解决连接的问题,又要解决数据协同的问题,还要适应各种物联网场景以及安全性的需求,因此,体系化的设计是其中的关键,目前产业界有大量的工作与其中的一个或多个环节有关。宋杨强调:我们有必要从整体系统的角度来看一看每个环节的需求与设计,设备安全并非完全可控,整体安全往往取决于做得最差的部分,为此提升薄弱环节的安全性至关重要。

 

讨论环节,精彩纷呈

讨论环节,邀请中国嵌入式操作系统早期的践行者何小庆老师、浙江大学陈文智教授、杭州睿珀智能科技有限公司创始人傅临黎、东土科技操作系统事业部 CTO 郭建川,结合在嵌入式产业耕耘多年的心得体会,针对嵌入式操作系统未来的发展趋势,以及国产嵌入式操作系统面临的机遇与挑战、未来发展路径等热点话题分享各自的感悟和见解,并与现场观众深入互动。嘉宾们对下午的主题报告做了精彩的点评,并对华为鸿蒙 OS 的未来发展给出自己的期望。

 

 

何小庆秘书长认为:代码受限的物联网操作系统未来的发展趋势较为清晰(具备诸如安全、云端一体等特征),泛物联网操作系统将向 AIoT 的方向演进,业界仍在探索之中,AI 将成为物联网操作系统的基本属性;国产嵌入式操作系统产业处于上升态势,发展空间很大,竞争异常激烈,发展路径呈现多元化。他建议国产嵌入式操作系统企业聚焦于各自擅长的领域,帮助用户在各种应用场景下快速实现差异化的创新和应用。陈文智教授展望了未来嵌入式操作系统的几个发展趋势:云端一体化、软硬协同、生态建设与标准规范。

 

嵌入式操作系统历史悠久、门类繁多、用途广泛,产品包括 RTOS、开源的 Linux、机器人和通信设备操作系统,以及新兴的物联网操作系统、边缘计算操作系统平台。只要是国人开发的、参与维护的开源项目均可以称为广义上的“国产嵌入式操作系统”。 

 

相较于“第一届国产嵌入式操作系统技术与产业发展论坛”,阿里和指令集等公司在物联网操作系统产品更迭方面有了很大推进;同时,本届论坛涉及包括工业和机器人操作系统在内的更广泛的领域,带来了很多新的产品和理念。毫无疑问,国产嵌入式操作系统产业身处百花齐放的时代,机遇与挑战并存,既拥有无限的发展可能,又面临缺乏完善生态环境等严峻挑战。希望业界同仁通力合作、不懈努力,共同推动国产嵌入式操作系统产业快速、稳步、良性发展。

 

 

扫描下方二维码,即可观看会议直播;登录嵌入式系统联谊会网站(www.esbf.org),可获得部分主题报告的 PPT。