The IoT and the RTOS
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| 台灣區電信工程工業同業公會 |
來源：物联网智库
物聯網操作系統，是指以操作系統內核(可以是 RTOS、Linux 等)為基礎，包括如文件系統、圖形庫等較為完整的中間件組件，具備低功耗、安全、通信協議支援，和雲端連接能力的軟體平台。
今天小編就向大家詳細的介紹幾款，市面上的物聯網操作系統。
1. FreeRTOS
創始人Richard Barry，誕生於2003年，完全開源、免費，輕量級嵌入式即時操作系統。C語言和匯編來寫的，其中絕大部分都是用 C語言編寫的，只有極少數的與處理器密切相關的部分代碼，才是用匯編寫的。
主要功能：任務管理、時間管理、信號量、消息隊列、內存管理、記錄功能、軟體定時器、協程等，可基本滿足較小系統的需要。
主要特點：源碼公開、可移植、可裁剪、調度策略靈活，可以方便移植到各種 Stand Alone 單機上運行。CPU總是讓處於就緒態的、優先級最高的任務先運行。
2. RT-thread
是一款主要由對岸中國開源社區主導開發的，嵌入式開源即時多線程操作系統，在2006年就開始啓動併發布了0.1.0內核版本，主要採用 C 語言編寫，內核及所有開源組件，可以免費在商業產品中使用，沒有潛在商業風險。
主要功能：支援多任務以及所有主流微控制器，設備端和雲端一體化設計，針對不同應用場景，採用自動功耗控制策略。毫秒級啓動時間，層次化的系統安全架構，提供各類安全機制，保障應用和系統安全。整合音訊，圖像相關的各類算法和智慧引擎。
主要特點：體積小，成本低，功耗低、啓動快速，即時性高、佔用資源小等特點，非常適用於各種資源受限(如成本、功耗限制等)的場合。
3. Mbed OS
開源嵌入式操作系統，ARM公司將 Mbed OS免費提供給所有廠商使用，Mbed提供了一個相對更加系統和更加全面的智能硬體開發環境。
主要功能：提供用於開發物聯網設備的通用操作系統基礎，以解決嵌入式設計的碎片化問題。支援所有重要的連接性與設備管理開放標準，以實現面向未來的設計。使安全可升級的邊緣設備，支援新增處理能力與功能。透過自動電源管理解決複雜的能耗問題。
主要特點：開發速度快，功能強大，安全性高，為了量產化而設計，可離線開發，也可以在網頁上編輯。
4. AliOS-Things
阿里研發，面向IoT領域的輕量級物聯網嵌入式操作系統。基於Linux平台，提供MCU虛擬化環境。
主要功能：微內核架構，內核資源佔用(ROM<2kb ldle="" span="" task="">；提供場景引擎和低功耗框架；產品級TCP/UDP/IPv6/IPv4支持；MQTT、CoAP、WSF支持；WiFi、藍牙、LoRA、NB-IoT。支援阿里巴巴自研的 uMesh 技術，支持物聯網設備自動建立通信網路。
主要特點：提供系統和晶片級別安全保護，支持 C/Java Script 語言開發，提供 IDE，支持代碼編輯，編譯、調試、內存洩露檢測等。支持 APP 獨立升級，支持多 Bin 或差分升級。支持組件式開發。利用 ALIOS Cube 工具可以靈活組合 IOT 產品軟體棧。
5. Lite OS
華為面向物聯網領域自主開發的，一個基於即時內核開源的輕量級操作系統。2015年華為發佈「1+2+1」的物聯網策略，Huawei Lite OS作為策略的重要組成部分。體積只有10KB級、開源的、可幫助小型設備處理資訊的操作系統。支援華為海思 CPU，不承諾保證能無縫支援其它廠商的 CPU，也不提供其它 CPU 適配時的技術支援。
主要功能：支援任務調度，內存管理，中斷機制，隊列管理，事件管理，IPC機制，時間管理，軟定時器以及雙向鏈表等常用數據結構。
主要特點：具備零配置、自組網、跨平台的能力，具有能耗最低，體積最小、響應最快的特點。
6. RTX
是ARM公司的一款嵌入式即時操作系統，使用標準的 C結構編寫，運用RealView編譯器進行編譯。不僅僅是一個即時內核，還具備豐富的中間層組件，不但免費，而且代碼也是開放的。
主要功能：開始和停止任務(進程)，除此之外還支援進程通信，例如任務的同步、共享資源(外設或內存)的管理、任務之間消息的傳遞。開發者可以使用基本函數，去開啓即時運行器，去開始和終結任務，以及去傳遞任務間的控制(輪轉調度)。開發者可以賦予任務優先級。
主要特點：支援時間片，搶佔式和合作式調度。不限制數量的任務，每個任務都具有254的優先級。不限制數量的信號量，互斥信號量，消息郵箱和軟定時器。支持多線程和線程安全操作。使用MDK基於對話框的配置嚮導，可以很方便的完成MDK的配置。
7. VxWorks
美國 Wind River 公司於 1983 年設計開發的一種嵌入式即時操作系統(RTOS)，
具有硬即時、確定性與穩定性，也具備航空與國防、工業、醫療、汽車、消的、費電子產品、網路，及其他行業要求的可伸縮性與安全性。
主要功能：支援可預測的任務同步機制、支援多任務間的通信、儲存器優化管理、操作系統的(中斷延遲、任務切換、驅動程序延遲等)行為，是可知的和可預測的。即時時鐘服務+中斷管理服務。
主要特點：具有一個高性能的操作系統內核Wind(即時性好、可裁減)友好的開發調試環境、較好的相容性、支持多種開發和運行環境
8. QNX
誕生於1980年，是一種商用的遵從POSIX規範的，類Unix嵌入式即時操作系統，是由加拿大QSSL公司開發的分布式即時操作系統。
主要功能：支援在同一台電腦上，同時調度執行多個任務；也可以讓多個用戶共享一台電腦，這些用戶可以透過多個終端向系統提交任務，與QNX進行交互操作。
主要特點：核心僅提供4種服務：進程調度、進程間通信、底層網路通信和中斷處理，其進程在獨立的地址空間運行。所有其它OS服務，都實現為協作的用戶進程，因此QNX核心非常小巧(QNX4.x大約為12Kb)而且運行速度極快。
9. NuttX
NuttX是一個即時嵌入式操作系統(Embedded RTOS)，第一個版本由 Gregory Nutt 於 2007 年在寬鬆的 BSD 許可證下發佈。
主要功能：可以構建為開放的、平面的嵌入式 RTOS，或單獨構建為具有系統調用接口的微內核。容易擴展到新的處理器架構、 SoC 架構或板級架構。即時的、確定性的、支持優先級繼承。BSD 套接字接口。優先級管理的擴展。可選的具有地址環境的任務(進程)。
主要特點：配置靈活，採用模塊化設計，核心部分由小同的組件構成，包括內核、C語言庫和底層運行包等。每個組件可提供大量的配置選項(即時內核也可作為可選配置)，使用eCos提供的配置工具，可以很方便地配置，並透過不同的配置使得eCos，能夠滿足不同的嵌入式應用要求。
10. NECRO
這是對岸中國的國訊芯微歷經十年研發並問世，嵌入式即時操作系統，開發語言為C/C++。與一般範用邊緣操作系統不同之處在於，從誕生之初就深耕工業網路、智慧製造行業。
可滿足工業現場OT數據的融合，及深度建模需求，確保工業控制的時間片精度，提升工廠良品率。
基於企業級數據服務總線，建立應用伺服器，提供通用基礎服務，為各領域的行業應用提供開發支撐。
以WEB方式提供操作系統的用戶介面，屏蔽繁瑣的linux配置。
價格方面，相較於幾萬、幾十萬美金授權費的VxWorks、QNX，其只需幾百人民幣。（所以就更該特別小心嘍！！！）
主要功能：分布式應用支撐平台、協議解析/轉換、數據處理、數據儲存/訪問、數據可視化、後台腳本、系統建模等功能。
主要特點：採用單晶片多內核的機制，可以同時滿足工業即時和非即時應用。其中軟即時任務運行於宏內核、硬即時人物運行於微內核。
自研的調度分配算法，確保內存和CPU_CORE的資源，可以優先完成即時任務。
支持ARM X86 PowerPC等多核MPU、並支撐FPGA GPU TPU NPU等加速AI算法引擎。支持數百種通信協議、加入深度學習功能、採用主流加密算法，確保數據安全。
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