邹仕洪

元心信息科技集团首席科学家

观点摘录：

物联网在千行百业中被运用，操作系统有了更广泛的用武之地，这是一个新的机遇。同时操作系统作为系统软件，为应对多种碎片化、多样的场景，面对不同能力的设备，我认为操作系统可能会呈百花齐放，多种操作系统并存的状态。操作系统的框架如何支持不同的物联网的应用场景和设备能力，在上面高效地构建丰富的应用，这是对物联网操作系统更重要的挑战，业界还需持续探索。

发言内容：

元心从2013年做手机操作系统，到2017年开始做物联网的操作系统。元心是一家专门做国产操作系统的公司。今天我带来的分享是万物智联时代，操作系统的机遇和挑战。

5G是物联网的基础设施，5G已经发展了快三年了，实际上5G的推广，进一步在加速万物智联，当然可能智联这一块程度还比较低。5G推出来之后，联网智能化的前提是要有操作系统，就像我们在4G时代，你拿一个功能机是没法充分发挥4G的功能。4G时代必须要有智能化，5G时代，必须有操作系统才有可能。实际上我们已经看到了这个趋势的转变，就像手环、手表、台灯、门锁、音箱这些传统的都是没有操作系统的设备，现在都智能化，都有了操作系统。

物联网时代，对操作系统来说是一个很大的新的机遇，各种咨询机构都在预测，到2030年最保守的数据新增的智能设备到一千亿台。物联网也在千行百业中被运用起来，包括生活、工业、农业、智能网联车等等，这些都是我们操作系统的用武之地，是一个非常大的机遇。

同时操作系统作为系统软件，就是设备的碎片化、多样化，像是昆虫纲悖论，这个悖论是东京大学的教授在20多年前提出来的，他就预言在物联网时代面临这个问题，物联网的场景太广，场景太碎，设备形态太多。每一种设备形态可能，再加上我们有很多厂家，具体到某一个厂家的一种设备形态，你的数量都大不了。像昆虫纲有500多万种，但是哺乳动物只有5万多种，我们移动互联网就有点像哺乳动物纲，可能最后剩下来操作系统就那么几家厂商。

但是在物联网时代，局面就完全不一样了，我们要应对多种碎片化、多样的场景，面对不同能力的设备，最后我想这里面操作系统可能会百花齐放，多种操作系统并存。

应对昆虫纲悖论，在业界内核层面基本上达成共识，这里跟大家分享，不管是谷歌，可能在2014年就开始启动微内核的研究。还有华为近几年，元心也启动很早，我们2017年就开始做微内核研究，为了应对昆虫纲的悖论，我们把各种物联网设备抽象出来，求一个最大的公约数，抽象到最后，其实就是一个计算设备，无非就是计算+存储，我们把所有的非计算核心（计算和存储）的部分都拿到内核之外，内核里面就只保留最基本的计算和存储的管理，就像调度、虚拟内存、IPC的通信放在内核中，内核可以做的非常精简，其他的比如设备驱动、文件系统、协议栈等等都放在内核之外，根据场景和需求做不同的组合。这个微内核就可以做到代码比较小，可形式化证明，可以做到高安全、高可靠、高可扩展、高可维护，天然支持分布式计算，稍微会损失一些性能，但这个在大部分场景，当今的硬件芯片的条件下，这个损失很多时候是可以忽略不计的。

这个是宏内核的缺陷，包括安全性上，宏内核的自身缺陷越来越多，在微内核上就解决了这个问题。

说到物联网的安全性，元心做了一个微内核，从2017年开始研发，到去年年底，微内核通过了国测，中国信息安全测评中心EAL5+的测评，这个也是国内第一个通过高安全等级测评的软件产品，我们的成果，特别是形式化验证这块，我们联合浙江大学赵教授一起发表在国际顶会上，为什么我们有这个“+”号，EAL5是要求半形式化，但我们这个“+”是做了一个接近完全形式化的工作。

继续讲昆虫纲悖论，在内核这个层面，可以说刚刚几个，把共性（计算、存储）抽出来，在内核里面只做共性。但实际上，在物联网设备里面还有一个共性是通信，你要在物联网设备，肯定有通信，否则怎么联网。通信这一块怎么能够在内核层面去给一个内生的支持？这也是我们在研究探讨的事情。当前都是把通信当做外设，各种各样的网络接口都是外设之一。如果把这个通信拿到内核里面做支持，这个支持能力我想肯定又不一样了。

另外还有一个更重要的挑战，是在框架层面，这个是操作系统的一个架构图，对照我们比较熟悉的智能手机，比如安卓系统，底下是Linux内核，上面是安卓的框架，这个框架是基于内核提供的服务面向不同领域提供统一的开发接口，方便程序员开发业务程序。这种框架级别的我们怎么来做，怎么求最大公约数。我想这个在全物联网，可能最大公约数找不着。我们是不是可以分为几类去分别做这种框架，可能三到五类，我们这种物联网的框架去支持不同的物联网的场景，我们在上面去构建各种各样的应用。这一块业界还在持续探索，我们也一样在探索的过程中。