近年來國際著名IT企業(yè)紛紛投資物聯(lián)網(wǎng)，核心技術(shù)不斷成熟，物聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、IT技術(shù)的交叉融合在逐級(jí)深入，催生諸多新興業(yè)態(tài)和新的應(yīng)用。工業(yè)領(lǐng)域的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0將深化物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新帶動(dòng)了以智能硬件為代表的物聯(lián)網(wǎng)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。龐大的市場需要也激發(fā)了高校開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的熱情，物聯(lián)網(wǎng)正在成為高校熱門專業(yè)。
典型的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)由傳感層(物)、網(wǎng)關(guān)、云計(jì)算(互聯(lián)網(wǎng)后臺(tái)服務(wù))三大部分組成，其中MCU(微控制器)因?yàn)槠涓咝阅芎偷凸脑趥鞲袑雍瓦吘壘W(wǎng)關(guān)設(shè)備中發(fā)揮重要作用。對(duì)比8位或16位處理器設(shè)計(jì)，物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的MCU，ARM產(chǎn)品線的Cortex M系列的市場份額一直在增長，特別是穿戴式市場中ARM的占有率是最高的。ARM更注重物聯(lián)網(wǎng)背景下與合作伙伴共同打造ARM生態(tài)系統(tǒng)，ARM的合作伙伴針對(duì)不同的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對(duì)MCU提出更具體的特殊要求，開發(fā)出特別的SoC的MCU產(chǎn)品，也正因?yàn)檫@些因素，針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的MCU嵌入式軟件和開發(fā)工具正在快速的發(fā)展以適應(yīng)新的要求。
安全第一
物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需要時(shí)常連接到網(wǎng)絡(luò)，需要在條件惡劣的環(huán)境下可靠工作，安全(security和safety)具有重要的意義，前者是信息安全，后者是功能安全，兩者息息相關(guān)。ARM的32位設(shè)計(jì)在安全性上擁有額外的優(yōu)勢，ARM架構(gòu)使旗下所有32位處理器都可以支持強(qiáng)大的非對(duì)稱加密算法和協(xié)議。在嵌入式軟件方面，SafeRTOS支持IEC61508 標(biāo)準(zhǔn)，提供系統(tǒng)設(shè)計(jì)認(rèn)證包，MicriumμC/OS通過第三方為IEC61508認(rèn)證服務(wù)提供支持。Mentor Graphic嵌入式部門也在快馬加鞭地提供安全認(rèn)證的服務(wù)，計(jì)劃在2015年陸續(xù)推出針對(duì)航空航天、工業(yè)、醫(yī)療和汽車電子的DO178C、 IEC61508、IEC62304和ISO26262的認(rèn)證服務(wù)包。在信息安全方面，SafeRTOS是通過interniche網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 SSL/IPSec/SSH提供安全保護(hù)，Micrium通過發(fā)展自己的μC/TCP-IP安全協(xié)議，Mentor的Nucleos OS已經(jīng)有成熟的一套網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議方案。在嵌入式開發(fā)工具方面，IAR Embedded Workbench for ARM工具通過了TUV SUD IEC 61508和ISO 26262認(rèn)證，可以作為安全相關(guān)應(yīng)用的開發(fā)工具(ARM MDK編譯器也支持類似的功能)。
優(yōu)化為先
物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備控制器要求高性能、小尺寸和超低功耗，核心的MCU越來越多地采用SoC芯片，比如集成了WiFi、藍(lán)牙和zigbee協(xié)議的MCU大行其道，因此開發(fā)工具一定要支持代碼效率和尺寸的優(yōu)化。IAR Embedded Workbench和Keil MDK都具備這樣的特性，最新版本IAR Embedded Workbench for ARM還提供功耗測量的能力，傳統(tǒng)的仿真器，比如Trace32也有這樣的功能，但其價(jià)格昂貴，在MCU開發(fā)中使用很少。雖然支持物聯(lián)網(wǎng)無線通信的SoC 中大量使用ARM Coretex M0/M3內(nèi)核，但是經(jīng)典的8051內(nèi)核由于低成本低功耗依然有大量的應(yīng)用，并得到工具的最新支持，比如IAR和keil支持Silicon Labs和Texas Instruments物聯(lián)網(wǎng)芯片。
端到端方案
物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)系統(tǒng)，支持物聯(lián)網(wǎng)三大部分的軟件和工具需要協(xié)調(diào)工作，需要一個(gè)能支撐傳感-通信-計(jì)算的端到端解決方案，因此針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的操作系統(tǒng)(OS)逐漸浮出水面。
2014年1月先是微軟宣布Windows 10 IoT版本，同年10月ARM宣布專門為基于ARM Cortex M架構(gòu)的MCU而設(shè)計(jì)mbed OS，它包括了設(shè)備端的嵌入式mbedOS操作系統(tǒng)、軟件工具包mbed和云端mbedDeviceServer三大部分。緊隨其后傳統(tǒng)的嵌入式OS公司 Micrium和express logic宣布各自的物聯(lián)網(wǎng)OS產(chǎn)品spectrum和x-wave。2015年5月谷歌在舊金山宣布物聯(lián)網(wǎng)軟件Brilo OS和IoT協(xié)議Weave。
國內(nèi)企業(yè)也聞風(fēng)而動(dòng)，2015年5月在華為網(wǎng)絡(luò)大會(huì)上，華為發(fā)布了敏捷網(wǎng)絡(luò)3.0，主要包括最輕量級(jí)的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)LiteOS，LiteOS體積最小只有10kB級(jí)，具備零配置、自組網(wǎng)、跨平臺(tái)的能力(即支持MCU也支持MPU)，華為宣傳Lite OS將實(shí)行開源。依托阿里系的支持，上海慶科的物聯(lián)網(wǎng)OS-MiCO年初也亮相上海家電博覽會(huì)，MiCO借助前期WiFi模塊市場上的優(yōu)勢，與包括海爾、美的、奧克斯、西摩、貝昂、老板、方太、海信、萬和、萬家樂、松下等家電企業(yè)有合作，除了對(duì)接阿里智能云，還支持微信Airkiss、京東智能云、海爾 U+、蘋果Homekit等第三方公有云。
物聯(lián)網(wǎng)OS還處在發(fā)展的初期階段，技術(shù)、商業(yè)模式和應(yīng)用都在摸索，ARM去年宣布mbed OS是開源軟件，據(jù)目前了解的信息還只向其俱樂部的成員開放。物聯(lián)網(wǎng)OS目前既無行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也無企業(yè)事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，大企業(yè)是在布局，小企業(yè)在投石問路。
產(chǎn)業(yè)機(jī)遇
物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)處在發(fā)展初期，碎片化特點(diǎn)必將導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代MCU軟件和工具的多樣性。一種操作系統(tǒng)和開發(fā)工具很難支持物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的所有設(shè)備，短時(shí)間內(nèi)，很難形成像智能手機(jī)中Android和iOS兩家獨(dú)占市場的局面。以安全性和集成化為代表的物聯(lián)網(wǎng)新需要給傳統(tǒng)嵌入式軟件帶來挑戰(zhàn)，也給以互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)為代表的產(chǎn)業(yè)新人帶機(jī)遇。
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