關(guān)鍵任務(wù)型物聯(lián)網(wǎng)需要怎樣的嵌入式操作系統(tǒng)

　　Matt?Jones?（風(fēng)河首席系統(tǒng)架構(gòu)師）

　　1 關(guān)鍵任務(wù)系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)挑戰(zhàn)

　　人工智能(AI)是一個(gè)相對(duì)較新的術(shù)語(yǔ)，而風(fēng)河在相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展已有悠久的歷史。如果我們回想AI在互聯(lián)設(shè)備中的最初應(yīng)用，就會(huì)發(fā)現(xiàn)其中有許多情況是為原本由人工控制的系統(tǒng)增添自動(dòng)自治性。例如先進(jìn)的自動(dòng)駕駛無(wú)人機(jī)，車(chē)輛中的自動(dòng)駕駛員輔助功能，甚至自動(dòng)化工廠里的機(jī)器人。這些自動(dòng)自治系統(tǒng)依然還是會(huì)與人類(lèi)協(xié)同工作，因此這對(duì)于操作人員是否安全就至關(guān)重要。同時(shí)，這些設(shè)備和系統(tǒng)相互連接，其中也存在相關(guān)的安全風(fēng)險(xiǎn)。重要的是應(yīng)該注意到，您或許可以不對(duì)自己的設(shè)備進(jìn)行安全防護(hù)，但絕不能讓自己的設(shè)備危及其他人員和設(shè)備的安全。

　　這些互連起來(lái)的自動(dòng)自治系統(tǒng)非常復(fù)雜，并且需要一個(gè)智能系統(tǒng)平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)從云端到邊緣設(shè)備的全面覆蓋。對(duì)于設(shè)備來(lái)說(shuō)，需要具有保證性能的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）和AI / ML算法，而這些算法大多數(shù)都依賴(lài)于Linux系統(tǒng)。應(yīng)用場(chǎng)景和需求遍及整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)角落。例如，系統(tǒng)可能需要在云端和邊緣設(shè)備同時(shí)運(yùn)行容器化應(yīng)用，還可能需要跨越多個(gè)設(shè)備上的RTOS和Linux提供AI / ML框架。

　　風(fēng)河公司的優(yōu)勢(shì)是可以提供完整的成套軟件及其全面的軟件產(chǎn)品組合。

　　基于Yocto的Wind River Linux是市場(chǎng)領(lǐng)先的嵌入式Linux發(fā)行版本。風(fēng)河是Yocto計(jì)劃的最大貢獻(xiàn)者。為了確保這項(xiàng)計(jì)劃的順利拓展，風(fēng)河每天對(duì)Linux進(jìn)行超過(guò)3 000次的Build，每晚運(yùn)行超過(guò)12 000次測(cè)試，并且每個(gè)版本都進(jìn)行了超過(guò)140 000個(gè)完整的測(cè)試集?，F(xiàn)在，風(fēng)河通過(guò)連續(xù)交付模型（Continuous Delivery Model）每3周公開(kāi)發(fā)布一次。Wind River Linux還支持容器，從而使應(yīng)用軟件從云端分發(fā)并部署在邊緣設(shè)備上運(yùn)行。

　　VxWorks是市場(chǎng)領(lǐng)先的安全關(guān)鍵型RTOS，獲得了500多項(xiàng)認(rèn)證，部署的設(shè)備超過(guò)20億。

　　Wind River Linux和VxWorks以及Wind RiverHypervisor為設(shè)備賦予了生命力，同時(shí)風(fēng)河還支持一系列AI / ML框架。如果您訪問(wèn)https://labs.windriver.com，您會(huì)看到風(fēng)河在整個(gè)嵌入式平臺(tái)上運(yùn)行的ROS2（機(jī)器人操作系統(tǒng)）和Tensorflow的示例。

　　為了進(jìn)一步完善，風(fēng)河推出了Wind River CloudPlatform。該平臺(tái)的基礎(chǔ)是風(fēng)河贊助的開(kāi)源項(xiàng)目StarlingX，采用了包括Kubernetes和Docker在內(nèi)的一系列云技術(shù)，并針對(duì)風(fēng)河的低延遲Linux發(fā)行版進(jìn)行了優(yōu)化。該平臺(tái)支持將云技術(shù)擴(kuò)展到網(wǎng)絡(luò)邊緣，例如5G移動(dòng)發(fā)射塔以及更大的范圍。

　　風(fēng)河擁有完整的智能系統(tǒng)平臺(tái)，使客戶(hù)能夠比以往更快地開(kāi)發(fā)、模擬和部署其互連自治系統(tǒng)。

　　2 如何讓嵌入式設(shè)備更安全

　　對(duì)于任何關(guān)鍵任務(wù)系統(tǒng)或互聯(lián)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，安全性始終都是至關(guān)重要的。以前，客戶(hù)或許可以寄望于開(kāi)發(fā)一種產(chǎn)品并將其部署到市場(chǎng)上而很多年不做更新。但在互聯(lián)環(huán)境中，這會(huì)存在巨大的安全隱患。

　　風(fēng)河的使命是消除客戶(hù)的痛點(diǎn)，并幫助他們提高生產(chǎn)力。以Wind River Linux為例，風(fēng)河為客戶(hù)提供了不同的版本模式，以確保客戶(hù)始終擁有最新的安全補(bǔ)丁。風(fēng)河提供LTS（長(zhǎng)期支持）版本，這些版本不會(huì)更改Linux內(nèi)核，但是會(huì)提供后向端口補(bǔ)丁，以應(yīng)付已發(fā)現(xiàn)的CVE（常見(jiàn)漏洞和披露）。風(fēng)河還有新的Wind RiverLinux CD版本，每3周發(fā)布一次。

　　為了面向下一代安全性需求，風(fēng)河2020年3月收購(gòu)了Linux網(wǎng)絡(luò)安全公司Star Lab，由此擁有了一系列關(guān)鍵技術(shù)，例如可以實(shí)現(xiàn)安全型hypervisor、虛擬機(jī)、容器和密鑰管理。

　　3 8位、16位MCU和RISC-V MCU的機(jī)會(huì)

　　有許多尺寸和規(guī)模的芯片可用于各個(gè)垂直行業(yè)和各種應(yīng)用場(chǎng)景。風(fēng)河支持?jǐn)?shù)百種BSP（板級(jí)支持包）。隨著每次客戶(hù)的參與，都有更多的BSP出現(xiàn)。實(shí)際上，這既不是挑戰(zhàn)，也不是真正的客戶(hù)痛點(diǎn)。真正的挑戰(zhàn)是鼓勵(lì)每位開(kāi)發(fā)人員認(rèn)識(shí)到代碼重用至關(guān)重要，并且現(xiàn)在以及未來(lái)幾年，代碼將在多種不同品牌和型號(hào)的芯片上重用。

　　當(dāng)風(fēng)河內(nèi)部開(kāi)發(fā)人員進(jìn)行編碼時(shí)，不會(huì)針對(duì)單個(gè)BSP或單個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行?？蛻?hù)只需編寫(xiě)一次代碼，而風(fēng)河的系統(tǒng)允許這些代碼同時(shí)在數(shù)百個(gè)BSP上構(gòu)建、模擬和驗(yàn)證。這使開(kāi)發(fā)人員可以立即了解每一步更改將會(huì)如何影響現(xiàn)場(chǎng)中已經(jīng)部署的設(shè)備、正在進(jìn)行的試驗(yàn)，甚至是尚未做出芯片的設(shè)備，并提前通過(guò)數(shù)字孿生Simics模型進(jìn)行驗(yàn)證。

　　風(fēng)河正在與核心客戶(hù)合作，以幫助他們以完全相同的方式抓住這些機(jī)會(huì)。