▌微控制器和處理器
微控制器 - 微控制器英文寫法是 Microcontroller Unit谤民,簡寫為MCU值依。微控制器是將計(jì)算機(jī)運(yùn)行所需要的一些資源(如ROM苦丁、RAM奋渔、I/O镊逝、定時(shí)器、ADC卒稳、DAC等)集成到了一個(gè)芯片上蹋半,可稱之為單片微型計(jì)算機(jī)(Single Chip Microcomputer),俗稱為單片機(jī)充坑。因軟件存放在微控制器的存儲器中减江,與硬件緊密配合使用,又稱之為嵌入式微控制器(Embedded Microcontroller Unit捻爷,EMCU)辈灼。
處理器 - 處理器又稱為中央處理器(CPU,Central Processing Unit)也榄,處理器一般需要依賴外部的硬盤或存儲介質(zhì)進(jìn)行運(yùn)行巡莹,系統(tǒng)資源豐富、復(fù)雜甜紫。是計(jì)算機(jī)降宅、電腦、平板和手機(jī)等的核心
根據(jù)處理性能的不同囚霸,運(yùn)行的操作系統(tǒng)也有所不同腰根。微控制器多運(yùn)行實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS),對任務(wù)時(shí)間性要求比較高拓型。處理器多運(yùn)行Windows额嘿、Linux、Android劣挫、iOS等操作系統(tǒng)册养,對任務(wù)處理能力要求比較高。
▌物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)
一般地压固,對實(shí)時(shí)性控制要求比較高的應(yīng)用MCU用不到RTOS球拦,如電機(jī)控制等。而隨著物連接到網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展帐我,對通信協(xié)議有了新的需求刘莹,RTOS就可以比較好地對通信進(jìn)行管理。物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)沒有嚴(yán)格的定義焚刚,可以將物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)特性点弯,簡單地概況如下:
● 連接 - 互聯(lián)互通、互操作性
● 安全 - 設(shè)備安全矿咕、通信安全抢肛、數(shù)據(jù)安全
● 能效 - 設(shè)備能耗管理
● 通信 - 支持通信協(xié)議,如低功耗藍(lán)牙碳柱、以太網(wǎng)捡絮、Thread、 Wi-Fi莲镣、Zigbee福稳、6LoWPAN、LPWAN(LoRa瑞侮、NB-IoT…)等等
● 標(biāo)準(zhǔn) - 開放標(biāo)準(zhǔn)的圆,開放的標(biāo)準(zhǔn)有利于設(shè)備的互聯(lián)互通
▌基于微控制器的操作系統(tǒng)
ARM mbed OS - ARM公司專為物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 中的“物體”設(shè)計(jì)的開源嵌入式操作系統(tǒng)鼓拧,主要支持ARM Cortex-M微控制器
FreeRTOS - 非常流行的嵌入式操作系統(tǒng),支持多種微控制器
Contiki OS - Contiki是一個(gè)開源的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)越妈。 Contiki將小型低成本季俩、低功耗微控制器連接到互聯(lián)網(wǎng)问芬。Contiki是構(gòu)建復(fù)雜無線系統(tǒng)的強(qiáng)大工具箱堕阔。
LiteOS - 類UNIX操作系統(tǒng),多用于無線傳感網(wǎng)絡(luò)
RIOT, 物聯(lián)網(wǎng)友好的操作系統(tǒng)媳纬。RIOT實(shí)現(xiàn)了所有物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的開放標(biāo)準(zhǔn)剧辐,支持連接道媚、安全军浆、耐用和隱私夫植。
TinyOS - 適用于低功耗無線設(shè)備泊业,用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
Huawei LiteOS - 華為公司的操作系統(tǒng)且叁。Huawei LiteOS是輕量級的開源物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)都哭、智能硬件使能平臺,可廣泛應(yīng)用于智能家居谴古、穿戴式质涛、車聯(lián)網(wǎng)、制造業(yè)等領(lǐng)域掰担,使物聯(lián)網(wǎng)終端開發(fā)更簡單汇陆、互聯(lián)更加容易、業(yè)務(wù)更加智能带饱、體驗(yàn)更加順暢毡代、數(shù)據(jù)更加安全。
μTenux - ?基于ARM Cortex M0-M4的開源物聯(lián)網(wǎng)嵌入式操作系統(tǒng)勺疼。內(nèi)核源于T-kernel教寂。
RT-Thread - 中國的開源嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)
ChibiOS/RT, 提供了一個(gè)嵌入式應(yīng)用的完整開發(fā)環(huán)境(RTOS、HAL执庐、外設(shè)驅(qū)動酪耕、支持文件和工具)
Micrium uCOS - 免費(fèi)商業(yè)化應(yīng)用需授權(quán),2016年為Slicon Labs收購
Unison - Unison RTOS是面向IoT和M2M通信嵌入式應(yīng)用的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)
Zephyr - Zephyr項(xiàng)目是一個(gè)可擴(kuò)展的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)轨淌,支持多種硬件架構(gòu)迂烁,針對資源有限的設(shè)備進(jìn)行了優(yōu)化,并以安全性為基礎(chǔ)構(gòu)建递鹉。由Linux基金會托管盟步。
eCos - eCos是面向嵌入式應(yīng)用的免費(fèi)開源實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。高度可配置性使得eCos能夠根據(jù)精確的應(yīng)用需求進(jìn)行定制躏结,提供最佳的運(yùn)行時(shí)性能和優(yōu)化的硬件資源占用却盘。
TI-RTOS Kernel - TI公司的RTOS
NXP MQX - NXP(原Freescale公司)的RTOS
...
▌基于處理器的操作系統(tǒng)
Android Things - Google物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)
Windows 10 IoT - 微軟物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)
SylixOS - 是一款嵌入式硬實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)
Linux - 開源的操作系統(tǒng)
...
▌小結(jié)
微控制器性能的發(fā)展越來越高,從8位機(jī)已發(fā)展到了32位機(jī),基于高性能ARM Cortex-M7內(nèi)核的MCU產(chǎn)品(如STM32H7)頻率業(yè)已達(dá)到了400MHz黄橘;處理器也從功能強(qiáng)大而全向小型化發(fā)展兆览,如可穿戴等產(chǎn)品,成本也越來越低旬陡。微控制器和處理器相向地發(fā)展促進(jìn)了產(chǎn)品智能化和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展拓颓。
操作系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中前景廣闊语婴,下面是兩家調(diào)研機(jī)構(gòu)對物聯(lián)網(wǎng)市場的預(yù)測描孟,使用物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將會越來越多。
據(jù)市場研究公司Gartner預(yù)測砰左,2017年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量將達(dá)到84億——比2016年的64億增長31%匿醒,而全球人口數(shù)量為75億。2020年物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量將達(dá)到204億缠导。
調(diào)研機(jī)構(gòu)Berg Insight廉羔,2016年全球蜂巢式物聯(lián)網(wǎng)裝置出貨量為1.56億臺,采用其他低功耗廣域(LPWA)通訊技術(shù)的非蜂巢式物聯(lián)網(wǎng)裝置出貨量為1,350萬臺僻造,僅占整體物聯(lián)網(wǎng)裝置總出貨量的8%憋他。其中基于IEEE 802.15.4廣域網(wǎng)(WAN)技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)裝置出貨量為800萬臺;采用LoRa聯(lián)盟發(fā)展的長距離低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)裝置出貨量為400萬臺髓削;法國業(yè)者Sigfox開發(fā)的Sigfox通訊技術(shù)裝置為150萬臺竹挡。