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[导读]嵌入式操作系统历史悠久、门类繁多、用途广泛,不仅包括嵌入式实时多任务操作者系统(RTOS)、开源的 Linux、机器人和路由器操作系统,还包括新型的物联网操作系统,以及边缘计算操作系统平台。笔者认为,只要是国人开发的,国人参与维护的开源项目,都是广义上的“国产嵌入式操作系统”,随着中国物联网产业迅猛发展,国产装备自主可控需求旺盛,国产嵌入式操作系统发展步入快车道。

嵌入式操作系统历史悠久、门类繁多、用途广泛,不仅包括嵌入式实时多任务操作者系统(RTOS)、开源的 Linux、机器人和路由器操作系统,还包括新型的物联网操作系统,以及边缘计算操作系统平台。笔者认为,只要是国人开发的,国人参与维护的开源项目,都是广义上的“国产嵌入式操作系统”,随着中国物联网产业迅猛发展,国产装备自主可控需求旺盛,国产嵌入式操作系统发展步入快车道。

嵌入式技术不同于一般的计算机技术。我们知道,通用计算机主要是用来与人进行交互,并根据人们发出的指令工作。在大多数情况下,嵌入式系统可以根据自己的“感知”独立处理事件,因此对事件处理的及时性和可靠性提出了更高的要求。

一般来说,嵌入式系统应具有以下特点:专用性、封装性、实时性、可靠性。专用性是指用于特定设备完成特定任务的嵌入式系统,不同于通用计算机系统可以完成多种不同的任务。可封装性是指通常隐藏在目标系统中而未被操作员注意到的嵌入式系统。实时性是指嵌入式系统在可预测的时间内响应事件或用户干预的能力,与实际外部事件的频率相比。

国产嵌入式操作系统发展一个重要方向就是打造航空航天、工业装备和轨道交通、通信设备和汽车电子的自主可控的操作系统。面向装备与国防系统的嵌入式操作系统在可靠性、环境适应性、电磁兼容性、实时控制性方面都有自己的一套要求。华为在嵌入式操作系统方面的起步比较早,目前已经有基于开源的 Linux 自研的高可靠、高安全与高实时性的操作系统,覆盖了公司通信产品中的各个业务。华为的 RTOS 面向 5G 万物互联的物联网时代,对于操作系统安全方面的考虑尤其重视,可满足安全、可靠、自主的嵌入式实时操作系统要求。

嵌入式系统的主频、功耗一般比较低,计算能力相对较弱。人工智能算法的复杂度较高,很多情况下需要服务器、GPU的介入才能实现算法的实时性。然而,嵌入式产品也具备对人工智能算法的需求,如人脸识别、语音识别等。嵌入式系统可以作为复杂人工智能产品的数据采集终端,或者人机交互终端,依靠云端完成人工智能系统的复杂计算任务。但是,网络接入的流量限制和带宽限制会影响用户体验的流畅性和实时性,“离线”人工智能计算引擎的开发显得非常有必要。值得一提的是,FPGA具备功耗低、并行度高、计算能力强、功能定制灵活的特点,有可能成为未来“离线”人工智能产品的主要计算部件。

目前,我国也正在积极推进新一代通讯技术5G时代降临,预计2021年可以预商用,2022年正式进入商用。随着云、人工智能、5G等新兴技术的加速成熟和逐渐普及,物联网技术门槛正在降低,物联网应用在行业市场的渗透率不断提高,企业的物联网应用规模将随之扩大,从而推动实现物联网解决方案所需的硬件、软件、服务和连接支出的持续增长。

物联网与嵌入式是密不可分的,虽然物联网拥有传感器、无线网络、射频识别,但物联网系统的控制操作、数据处理操作,都是通过嵌入式的技术去实现的,物联网就是嵌入式产品(物)的网络化(联网)。

目前,在共同努力下,我国已形成了芯片、元器件、设备、软件、电器运营、物联网服务等较为完善的物联网产业链,基于移动通信网络部署到机器。涌现出一批较强实力物联网领军企业,初步建成一批共性技术研发、检验检测、投融资、标识解析、成果转化、人才培训、信息服务等公共服务平台。

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