物聯網需要更可靠操作系統
聯網設備的與日俱增是目前全球的發展趨勢,不僅僅在IT行業,甚至在我們生活工作的方方面面,無處不在的聯網設備正在給我們帶來翻天覆地的變化,我們正處于一個物聯網的世界中,并且快速的物聯網化。
在這樣的世界上,你一定會好奇,我們身邊的這些聯網設備,他們究竟是何方神圣?他們是如何幫助我們的世界更加的互聯互通的呢?
實際上,在物聯網的世界上,和我們熟悉的PC、智能手機核心原理上并沒有太大的差別,都是有一個上網設備,上網通道以及后端的網絡設備支撐,而在終端上,他們也和PC、手機一樣,我們可以將其看做成為一臺迷你的小電腦,所不同的是,物聯網的很多聯網設備往往功能高度單一化,不像PC、手機需要處理復雜的,各式各樣的任務,同時,這些聯網設備對于可靠性的要求也更高,他們往往需要7x24x365工作,而不允許有任何宕機或者出錯的情況出現。
因此,和PC系統相似但有不同的需求造成了物聯網的嵌入式設備有著他們獨特的應用模式和獨特的系統架構。這里我們暫且不討論硬件層面的內容,而關注在軟件,關在在操作系統層面。
在消費電子領域,操作系統有幾個巨頭存在,PC上的Windows、智能手機上的Android以及自成體系的iOS,都堪稱是割據一方的霸主,但是在嵌入式,在物聯網的聯網設備終端上,它們就很難發揮出各自的特點了。
首先,消費類操作系統自然是為消費類的需求而生,因此它們往往需要兼容整個產業鏈更方位的功能特性,而功能的豐富程度也是他們的一大殺手锏,因此在應用單一的物聯網環境中,他們的優勢將會無法發揮出來,而由于功能龐雜,整個操作系統也顯得過于臃腫和低效;
其次,消費類操作性為了擁有更好的用戶體驗,往往會在UI界面上大下功夫,設計出交互體驗極佳,視覺效果極佳的界面,比如Windows 7的Aero界面,甚至需要顯卡提供DirectX 9的支持,這些特性在物聯網設備上毫無用武之地;
再次,消費類操作系統,并不是以穩定性可靠性作為發展目標,宕機、死機、重啟這些問題對于消費類操作系統并不是不可接受的,只要不太頻繁即可,即便是對服務器操作系統,由于大規模集群計算、云計算的出現,對單一服務器可靠性也有了更大的容錯空間,而在嵌入式物聯網設備上,恰恰相反,可靠性是優先級最高的需求,很多聯網設備甚至會安裝在人力很難接觸的地方,這就要求這些設備要100%的可靠,不能出現任何問題;
最后,消費類操作系統由于代碼數量龐大,因此對于各類操作的效率并不高,一個操作往往需要多段代碼,甚至多個API協同,才可以完成整改工作,而嵌入式物聯網系統,則需要簡單直接,快速的相應系統任務并且快速的解決任務。
因此,我們可以得出結論了,在現在的物聯網世界下,聯網設備需要什么樣的操作系統,這就是:小巧、穩定、高效,同時上線運行之后可以實現低維護,甚至零維護。
有沒有這樣的操作系統呢?答案自然是有的,英特爾旗下的全資子公司風河多年來就在從事這樣的工作。
我們現在世界的網絡可以分成三大部分:一個是云端,一個物聯網設備端,第三個是網絡傳輸,而風河對自己的定位是一個是在物聯網的設備端,主攻嵌入式系統,還有一個定位是網絡傳輸通路上,因此它推出了兩個核心產品,一個是IDP,智能設備平臺,另外一個產品INP,智能網絡平臺。相對來說,INP是比較容易部署的,網絡設備變化不會特別大,但IDP上變化會比較大,由于終端品類繁多,大不相同,因此在IDP上,風河做了更多的工作。
風河的IDP包括了三個核心功能,分別是連接、管理和安全,其典型應用包括風力發電系統的可預測性維護,以及通過調節葉片方向從而提高不同組別葉片的電力轉換效率等;飛機的自檢系統,通過IDP的智能分析和管理功能,可更精確的判斷飛機燃油狀況從而做出預警,同時還包括根據歷史數據做出統計分析,從而幫助判斷飛機最佳線路和飛行速度等;健康監護,IDP的特性可幫助遠程監護設備實現更好的連接性和互操作性。
而在整個平臺的設計中,風河遵循了白箱的設計理念,所謂白箱對應的就是黑箱,比如說Windows就是一個比較典型的黑箱操作系統,應用的編寫者,甚至微軟,都不需要去了解整個操作系統是怎么運作的,或者應用需要調用哪些模塊,而只需要關注最后的實現效果,對于消費用途的操作系統,這樣的設計是高效的,并且直觀的,然而對于嵌入式應用來說,這樣的設計就存在很大的風險隱患,由于無法實現對代碼的完全控制,操作系統和應用都存在著崩潰的危險。
因此,風河在其IDP上采用了白箱操作模式,操作系統所有的代碼,應用程序的每一個調用都是可見同時可以追溯的,這樣造就了風河系統的超高可靠性和穩定性,同時整個系統的代碼規模可也得到極大的精簡,系統的效率得到了提升。
風河就像是在蓋房子,他需要了解每一塊磚都是用來干什么的,了解每一塊磚的組成成分,這樣,整個操作系統“房子”就是完全可控,并且可以用最小的磚頭數量實現特定化的功能。
基于這樣的設計,讓風河IDP可以在多種復雜的聯網環境下使用,比如說美國的火星探測器好奇號,就采用了風河VxWorks操作系統,在火星上,無論出現多么小的故障,都是人力所不能及的地方,因此對于系統的可靠性和穩定性要求極高,要求系統100%可靠,而風河VxWorks很好的做到了這一點。在火星上停留期間,好奇號將依靠VxWorks系統來執行關鍵任務,如地面作業控制、數據采集以及火星與地球間的通信中繼,也成為了風河應用在細分領域的重要可靠性依據。
現在,風河也在與很多合作伙伴們一起,共同去開拓IDP的市場,這其中也包括了國內的一些巨頭,比如華為、中興等,而盡管風河是英特爾旗下的全資子公司,但他們不僅提供了對x86的兼容,也能夠很好的兼容其他的芯片架構。



