近年來國際著名IT企業(yè)紛紛投資物聯(lián)網，核心技術不斷成熟，物聯(lián)網與傳統(tǒng)產業(yè)、IT技術的交叉融合在逐級深入，催生諸多新興業(yè)態(tài)和新的應用。工業(yè)領域的工業(yè)物聯(lián)網和工業(yè)4.0將深化物聯(lián)網的應用，大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新帶動了以智能硬件為代表的物聯(lián)網新興產業(yè)的發(fā)展。龐大的市場需要也激發(fā)了高校開設物聯(lián)網專業(yè)的熱情，物聯(lián)網正在成為高校熱門專業(yè)。
典型的物聯(lián)網系統(tǒng)由傳感層(物)、網關、云計算(互聯(lián)網后臺服務)三大部分組成，其中MCU(微控制器)因為其高性能和低功耗在傳感層和邊緣網關設備中發(fā)揮重要作用。對比8位或16位處理器設計，物聯(lián)網時代的MCU，ARM產品線的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的合作伙伴針對不同的物聯(lián)網應用對MCU提出更具體的特殊要求，開發(fā)出特別的SoC的MCU產品，也正因為這些因素，針對物聯(lián)網應用的MCU嵌入式軟件和開發(fā)工具正在快速的發(fā)展以適應新的要求。
安全第一
物聯(lián)網設備需要時常連接到網絡，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。ARM的32位設計在安全性上擁有額外的優(yōu)勢，ARM架構使旗下所有32位處理器都可以支持強大的非對稱加密算法和協(xié)議。在嵌入式軟件方面，SafeRTOS支持IEC61508 標準，提供系統(tǒng)設計認證包，MicriumμC/OS通過第三方為IEC61508認證服務提供支持。Mentor Graphic嵌入式部門也在快馬加鞭地提供安全認證的服務，計劃在2015年陸續(xù)推出針對航空航天、工業(yè)、醫(yī)療和汽車電子的DO178C、 IEC61508、IEC62304和ISO26262的認證服務包。在信息安全方面，SafeRTOS是通過interniche網絡協(xié)議 SSL/IPSec/SSH提供安全保護，Micrium通過發(fā)展自己的μC/TCP-IP安全協(xié)議，Mentor的Nucleos OS已經有成熟的一套網絡安全協(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認證，可以作為安全相關應用的開發(fā)工具(ARM MDK編譯器也支持類似的功能)。
優(yōu)化為先
物聯(lián)網設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，但其價格昂貴，在MCU開發(fā)中使用很少。雖然支持物聯(lián)網無線通信的SoC 中大量使用ARM Coretex M0/M3內核，但是經典的8051內核由于低成本低功耗依然有大量的應用，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)網芯片。
端到端方案
物聯(lián)網是一個系統(tǒng)，支持物聯(lián)網三大部分的軟件和工具需要協(xié)調工作，需要一個能支撐傳感-通信-計算的端到端解決方案，因此針對物聯(lián)網的操作系統(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架構的MCU而設計mbed OS，它包括了設備端的嵌入式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OS產品spectrum和x-wave。2015年5月谷歌在舊金山宣布物聯(lián)網軟件Brilo OS和IoT協(xié)議Weave。
國內企業(yè)也聞風而動，2015年5月在華為網絡大會上，華為發(fā)布了敏捷網絡3.0，主要包括最輕量級的物聯(lián)網操作系統(tǒng)LiteOS，LiteOS體積最小只有10kB級，具備零配置、自組網、跨平臺的能力(即支持MCU也支持MPU)，華為宣傳Lite OS將實行開源。依托阿里系的支持，上海慶科的物聯(lián)網OS-MiCO年初也亮相上海家電博覽會，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OS還處在發(fā)展的初期階段，技術、商業(yè)模式和應用都在摸索，ARM去年宣布mbed OS是開源軟件，據目前了解的信息還只向其俱樂部的成員開放。物聯(lián)網OS目前既無行業(yè)標準也無企業(yè)事實標準，大企業(yè)是在布局，小企業(yè)在投石問路。
產業(yè)機遇
物聯(lián)網產業(yè)處在發(fā)展初期，碎片化特點必將導致物聯(lián)網時代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)網系統(tǒng)中的所有設備，短時間內，很難形成像智能手機中Android和iOS兩家獨占市場的局面。以安全性和集成化為代表的物聯(lián)網新需要給傳統(tǒng)嵌入式軟件帶來挑戰(zhàn)，也給以互聯(lián)網企業(yè)為代表的產業(yè)新人帶機遇。
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