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

　　Matt?Jones?（風(fēng)河首席系統架構師）

　　1 關(guān)鍵任務(wù)系統的聯(lián)網(wǎng)挑戰

　　人工智能(AI)是一個(gè)相對較新的術(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)設備中的最初應用，就會(huì )發(fā)現其中有許多情況是為原本由人工控制的系統增添自動(dòng)自治性。例如先進(jìn)的自動(dòng)駕駛無(wú)人機，車(chē)輛中的自動(dòng)駕駛員輔助功能，甚至自動(dòng)化工廠(chǎng)里的機器人。這些自動(dòng)自治系統依然還是會(huì )與人類(lèi)協(xié)同工作，因此這對于操作人員是否安全就至關(guān)重要。同時(shí)，這些設備和系統相互連接，其中也存在相關(guān)的安全風(fēng)險。重要的是應該注意到，您或許可以不對自己的設備進(jìn)行安全防護，但絕不能讓自己的設備危及其他人員和設備的安全。

　　這些互連起來(lái)的自動(dòng)自治系統非常復雜，并且需要一個(gè)智能系統平臺來(lái)實(shí)現從云端到邊緣設備的全面覆蓋。對于設備來(lái)說(shuō)，需要具有保證性能的實(shí)時(shí)操作系統（RTOS）和AI / ML算法，而這些算法大多數都依賴(lài)于Linux系統。應用場(chǎng)景和需求遍及整個(gè)系統的各個(gè)角落。例如，系統可能需要在云端和邊緣設備同時(shí)運行容器化應用，還可能需要跨越多個(gè)設備上的RTOS和Linux提供AI / ML框架。

　　風(fēng)河公司的優(yōu)勢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計劃的最大貢獻者。為了確保這項計劃的順利拓展，風(fēng)河每天對Linux進(jìn)行超過(guò)3 000次的Build，每晚運行超過(guò)12 000次測試，并且每個(gè)版本都進(jìn)行了超過(guò)140 000個(gè)完整的測試集?，F在，風(fēng)河通過(guò)連續交付模型（Continuous Delivery Model）每3周公開(kāi)發(fā)布一次。Wind River Linux還支持容器，從而使應用軟件從云端分發(fā)并部署在邊緣設備上運行。

　　VxWorks是市場(chǎng)領(lǐng)先的安全關(guān)鍵型RTOS，獲得了500多項認證，部署的設備超過(guò)20億。

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

　　為了進(jìn)一步完善，風(fēng)河推出了Wind River CloudPlatform。該平臺的基礎是風(fēng)河贊助的開(kāi)源項目StarlingX，采用了包括Kubernetes和Docker在內的一系列云技術(shù)，并針對風(fēng)河的低延遲Linux發(fā)行版進(jìn)行了優(yōu)化。該平臺支持將云技術(shù)擴展到網(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平臺，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。

　　2 如何讓嵌入式設備更安全

　　對于任何關(guān)鍵任務(wù)系統或互聯(lián)系統來(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?？蛻?hù)始終擁有最新的安全補丁。風(fēng)河提供LTS（長(cháng)期支持）版本，這些版本不會(huì )更改Linux內核，但是會(huì )提供后向端口補丁，以應付已發(fā)現的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)現安全型hypervisor、虛擬機、容器和密鑰管理。

　　3 8位、16位MCU和RISC-V MCU的機會(huì )

　　有許多尺寸和規模的芯片可用于各個(gè)垂直行業(yè)和各種應用場(chǎng)景。風(fēng)河支持數百種BSP（板級支持包）。隨著(zhù)每次客戶(hù)的參與，都有更多的BSP出現。實(shí)際上，這既不是挑戰，也不是真正的客戶(hù)痛點(diǎn)。真正的挑戰是鼓勵每位開(kāi)發(fā)人員認識到代碼重用至關(guān)重要，并且現在以及未來(lái)幾年，代碼將在多種不同品牌和型號的芯片上重用。

　　當風(fēng)河內部開(kāi)發(fā)人員進(jìn)行編碼時(shí)，不會(huì )針對單個(gè)BSP或單個(gè)項目進(jìn)行?？蛻?hù)只需編寫(xiě)一次代碼，而風(fēng)河的系統允許這些代碼同時(shí)在數百個(gè)BSP上構建、模擬和驗證。這使開(kāi)發(fā)人員可以立即了解每一步更改將會(huì )如何影響現場(chǎng)中已經(jīng)部署的設備、正在進(jìn)行的試驗，甚至是尚未做出芯片的設備，并提前通過(guò)數字孿生Simics模型進(jìn)行驗證。

　　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會(huì )。