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  • 鸿蒙之后它也来了,小米Xiaomi Vela软件平台是基于开源嵌入式操作系统NuttX打造的物联网软件平台
    2021-05-28 17:11:11

    小米 IoT 平台部总经理、AIoT 战略委员会主席范典在发布会上介绍称,“小米 Vela 是基于开源嵌入式操作系统 NuttX 打造的物联网软件平台。”

    NuttX 是由 Gregoy Nutt 在 2007 年发布的一个实时嵌入式操作系统,发布之初并未像 Linux 一样迅速发展起来。不过由于 NuttX 在设计之初就考虑到了对应用较为广泛的 Linux 的兼容、并对 POSIX 原生支持,在过去几年里也可见看到索尼、三星等大厂先后加入了这一阵营。

    小米是从 2017 年开始基于 NuttX 开发物联网产品,并在随后推动 NuttX 加入了 Apache 基金会。

    这就不难理解小米的物联网操作系统为什么最终会选择基于 NuttX,也可以看出,小米做物联网操作系统的想法早已有之。

    据小米 IoT 平台部副总经理袁军介绍称,这一平台是专门用于智能家居、可穿戴设备等算力受限设备上的物联网嵌入式开发平台,支持高性价比 MCU 设备,打通碎片化的 IoT 应用。

    这样的话,手机、电视、路由器、笔记本将不是小米 Vela 的目标,而小米手环 / 手表、智能音箱、家电产品等在未来将会用上小米自家的 Vela 操作系统。

    小米 IoT 平台部技术总监顾瑶瑶在发布会上介绍称,小米认为物联网设备需要的操作系统应具有以下特性:

    对开发者友好,充分考虑代码的可复用性和可移植性;

    简化应用开发,提供满足不同应用的大量基础组件;

    不重复造轮子,应用开源内核并回馈开源社区;

    现代化的编程模型,有现代化的编程语言和开发体验。

    小米认为,市场上常见的物联网操作系统更多局限于实时操作系统的范畴、缺少支持物联网软件框架,或缺乏对国际社区的支持。

    因此,小米最终选择自研物联网操作系统。

    Vela 的架构与落地计划

    在发布会上,范典对外公布了小米 Vela 的系统架构,如下图:

    具体而言,小米 Vela 主要分为三⼤部分:

    底层是 NuttX 内核。提供最基本的任务调度、跨进程间通信、⽂件系统等基础 OS 功能,同时也提供简洁⾼效的设备驱动、轻量级的 TCP/IP 协议栈和电源管理等组件;

    上层是 Vela 应⽤框架。主要分为上下两层,下层是为扩展系统服务⽽提供的通⽤应⽤框架,包括蓝牙通信组件、通信组件、OTA 服务、数据本地存储服务,以及对图形⽤户界⾯和脚本语⾔的⽀持,上层主要是针对不同的物联⽹应⽤⽽开发,例如针对多媒体应用、传感器应用开发的组件;

    右侧是开发者⼯具。主要提供 Logger、Auto test、Emulator、GUI 相关开发工具。

    据顾瑶瑶介绍称,小米 Vela 系统已经支持小米 IoT 模组,目前也在开发智能音箱、运动手环 / 手表应用所需要的软件框架和组件,逐步在其他智能家居和可穿戴设备上落地。

    就在小米对外正式发布自家物联网操作系统小米 Vela 同一天,另一边,华为在深圳也举办了一场新品发布会,发布了 15 款智选新品。

    独特之处在于,此次是华为的物联网操作系统鸿蒙 OS 首次应用在华为智选生态产品上。

    鸿蒙是华为在去年 8 月的华为开发者大会上发布的物联网操作系统,华为消费者业务 CEO 余承东在发布会上将其定义为 “基于微内核的全场景分布式 OS”。

    在这一操作系统发布之前,早在 2015 年,华为也曾发布轻量级物联网操作系统 LiteOS。鸿蒙 OS 发布后,华为消费者业务首席战略官邵洋指出,“LiteOS 后续将会融入鸿蒙 OS。”

    至此,也就有了现在华为在物联网系统层面的统一部署。

    在小米官方对 Vela 介绍中,小米 Vela 对标的其实是华为 LiteOS。然而,随着 LiteOS 融入鸿蒙 OS,小米 Vela 最终要面对的其实是鸿蒙 OS。

    在系统核心能力上,不难看出,华为鸿蒙 OS 强调的分布式技术和小米 Vela 强调的小米妙享,其实均是为了打通物联网最基础的联通、协同相关功能。

    不过,两者无论是在战略层面,还是在应用层面,还是略有差异:

    在战略层面,鸿蒙 OS 发布之初,华为官方就拿其与安卓系统进行了对比;小米 Vela 此次发布后,袁军则将其解释为 “与 Linux、安卓等高价操作系统是互补共生关系”。

    在应用层面,搭载华为鸿蒙 OS 的第一款产品是荣耀智慧屏(即智能电视);小米 Vela 则更注重低功耗和轻量级的应用场景,官方此次明确表示 “目标应用不是手机、智能电视等”。

    据小米官方称,小米将在 2021 年 1 月将开启 Xiaomi Vela Preview 计划。

    届时,小米将进一步完善其物联网生态版图,万千物联网开发者将会再多一个选择,物联网操作系统也将会再多出一方诸侯。

    责任编辑:懒猫

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    本文为期末复习笔记,内容仅供参考😀

    鸿蒙系统是一款面向万物互联时代的、全新的分布式操作系统

    • 鸿蒙提出了基于同一套系统能力、适配多种终端形态的分布式理念
    • 提供全场景(移动办公、运动健康、社交通信、指挥出行、媒体娱乐等)业务能力
    • 华为是OpenHarmony开源项目的共建者、也是共享者之一

    鸿蒙技术特性

    • 分布式设计
    • 一次开发,多端部署
    • 系统与硬件解耦,弹性部署

    三大分布式能力

    分布式软总线

    • 设备间互联互通提供分布式通信能力
    • 从手动发现,进化成自发现
    • 传输高带宽关键技术-极简协议

    分布式数据管理

    分布式数据管理可以 跨设备数据处理方便快捷

    分布式安全

    • 第一家在微内核领域通过**CC EAL5+**安全认证的厂商

    • 在搭载鸿蒙系统的分布式终端上,可以保证**“正确的人,通过正确的设备,正确地使用数据”**

      • 通过**“分布式多端协同身份认证”**来确保“正确的人”

      • 通过**“在分布式终端上构筑可信运行环境”**来保证“正确的设备”

      • 通过**“分布式数据在跨终端流动的过程中,对数据进行分类分绩管理”**来保证“正确地使用数据”。

      • 分级安全系统理论:案卷架构的核心逻辑

    在这里插入图片描述

    Huawei DecEco 2.0

    • 一次开发,多端部署

      • 多语言统一的开发编译环境

      • 自动适配

      • 可视化编程

      • 在跨设备之间实现共享生态

    • 系统与硬件解耦,弹性部署

      • 组件化设计实现了从512K级别到4G的级别,都有合适的裁剪方案

    鸿蒙系统技术框架

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    • 组成

      • 鸿蒙微内核

      • Linux内核

      • Lite OS组成

      • 未来发展称为完全的鸿蒙微内核架构

    • 内核抽象层KAL Kernel Abstract Layer 通过屏蔽多内核差异,对上层提供基础的内核能力,包括进程/线程管理、内存管理、文件系统、网络管理和外设管理等

    • 系统服务层

      • 系统基本能力子系统集

      • 基础软件服务子系统集

      • 增强软件服务子系统集

      • 硬件服务子系统集

    • 框架层
      在这里插入图片描述

      • 提供JAVA、C、C++、JS等多语言的用户程序框架和Ability框架,一级各种软硬件服务对外开放的多语言框架API
    • 应用层
      在这里插入图片描述

      • 包括系统应用和第三方非系统应用

      • 鸿蒙应用由一个或多个Feature Ability或Particle Ability组成

      • 基于FA/PA开发的应用,能够实现特定的业务功能,支持跨设备调度与开发,为用户提供一致、高校的英勇体验。

    1+8+N战略

    • 1:智能手机
    • 8:PC、平板、智慧屏、音箱、眼镜、手表、车机、耳机
    • N:移动办公、智能家居、运动健康、影音娱乐、智慧出行五大场景
      • 提供HiLink协议、HiAI组件、Lite OS技术平台,同时开源
    展开全文
  • 嵌入式Linux--鸿蒙OS

    千次阅读 2020-09-11 18:46:38
     OpenHarmony是开放原子开源基金会(OpenAtom Foundation)旗下开源项目,定位是一款面向全场景的开源分布式操作系统。  OpenHarmony在传统的单设备系统能力的基础上,创造性地提出了基于同一套系统能力、适配多种...

    OpenHarmony开发者文档 :https://openharmony.gitee.com/openharmony/docs

    在这里插入图片描述

     OpenHarmony是开放原子开源基金会(OpenAtom Foundation)旗下开源项目,定位是一款面向全场景的开源分布式操作系统。

     OpenHarmony在传统的单设备系统能力的基础上,创造性地提出了基于同一套系统能力、适配多种终端形态的理念,支持多种终端设备上运行,第一个版本支持128K-128M设备上运行,欢迎参加开源社区一起持续演进。

     针对设备开发者,OpenHarmony采用了组件化的设计方案,可以根据设备的资源能力和业务特征进行灵活裁剪,满足不同形态的终端设备对于操作系统的要求。可运行在百K级别的资源受限设备和穿戴类设备,也可运行在百M级别的智能家用摄像头/行车记录仪等相对资源丰富的设备。

    鸿蒙 OS 开源项目:
    https://www.openatom.org/openharmony
    鸿蒙 OS 代码仓库:
    https://openharmony.gitee.com/openharmony
    鸿蒙 OS官网:
    https://www.harmonyos.com
    基金会:
    https://www.openatom.org

    展开全文
  • 在我拿到小熊派鸿蒙开发板后,首先按照教程,搭建了开发环境,体验了一下程序是如何进行编译和下载,以及初步了解了一下资料的架构。关于小熊派鸿蒙开发板的信息,可以戳这里开始学习 Harmony...

    在我拿到小熊派鸿蒙开发板后,首先按照教程,搭建了开发环境,体验了一下程序是如何进行编译和下载,以及初步了解了一下资料的架构。

    关于小熊派鸿蒙开发板的信息,可以戳这里 开始学习 HarmonyOS 嵌入式开发

    在这里,分享一下我的学习思路,希望能对大家有一点点的帮助~


    HarmonyOS  是  什  么  ?

    我们在学习一件新的事物之前(比如即将要学习的HarmonyOS),首先要去做的,并不是看它的源码,也不是去技术博客看它的实现原理,更不是去一些论坛或者群里面,看一些片面的信息。

    了解它最好的方式,就是去官方的网站,看一下官方是如何对它进行定义的,很明显,在 HarmonyOS 相关的官方网站里面,已经对其进行了具体的定义。

    https://device.harmonyos.com/cn/home/

     

    由于我们是要学习嵌入式 HarmonyOS 相关的内容,所以,我们关注的是 Harmony Device 这个网站,里面包含了一些硬件设备开发相关的内容。

    HarmonyOS 还有一个应用开发者网站,HarmonyOS Developer ,这个网站的内容,大多数都是关于上层应用设计开发的。

    https://developer.harmonyos.com/cn/home

    这两个网页建议收藏,并且都浏览一遍,在大脑里面建立一个初步的印象,有些概念可能一时间看不懂,但不要紧,因为后面在学习的过程中还是会不断地往回看,学习,就是一个螺旋式渐进的过程。


    下  载  资  料

    当我们拿到一款开发板之后,第一时间肯定是去下载这款开发板的资料~

    小熊派鸿蒙开发板的全部资料,都是用 gitee 进行管理的,直接使用 git clone 命令,就可以把开发板的全部资料下载到本地

    git clone https://gitee.com/bearpi/bearpi-hm_nano

    当然,也可以直接在 gitee 上在线翻看资料,可以不用下载到本地,下载到本地是因为,有些PDF文档适合离线观看,而不需要打开太多浏览器窗口~


    分  析  资  料  架  构

    资料下载到本地后,不需要马上去看开发板相关的源码,只需要先关心以下两个目录的内容。

    目录1:bearpi-hm_nano\applications\BearPi\BearPi-HM_Nano\docs\quick-start

    quick-start 目录,主要包含了一些快速入门的文档,文档都是 .md 格式,可以使用 Typora 这个软件打开。通过这几个文档,就可以快速把开发环境搭建好,在开发板上面运行一个简单的程序。

    为了更好的阅读体验,也可以在 gitee 上面,直接在线看这部分的文档,如下图所示。

    目录2:bearpi-hm_nano\applications\BearPi\BearPi-HM_Nano\docs\board

    board 目录主要包含了小熊派的硬件相关资料,比如原理图和芯片手册,这些硬件手册,一开始浏览一遍就可以了。

    重点是  board\课程配套PPT  这个目录,里面包含了视频教程的PPT文档,这些文档在我们看视频的时候,有很重要的借鉴作用。

    在初步搞清楚了资料分布之后,就可以开始搭建开发板的开发环境了~


    搭  建  开  发  环  境

    根据文档【BearPi-HM_Nano十分钟上手.md】,基本上,十分钟就可以把小熊派的开发环境搭建好了。

    这份文档里面的内容,就是用 VMware 软件,直接导入一个已经配置完的 ubuntu 虚拟机,然后用 RaiDrive软件,把虚拟机ubuntu的文件目录,直接映射到windows上进行文件共享。

    使用 MobaXterm 作为命令行终端,通过 hpm 包管理器,直接拉取服务器上面的源码,然后使用命令进行编译,生成一个 all_in_one 的固件,最后使用 HiBurn 工具,通过串口进行开发板固件烧录更新。

    整个过程非常简单,基本上就是 Step by Step 的操作。

    这个十分钟上手的开发环境搭建,由于是直接提供了配置好的ubuntu虚拟机,可以让初学者节省了不少时间~

    如果想了解虚拟机ubuntu的开发环境是如何搭建的,可以看一下以下的视频,或者看一下之前下载的 PPT 文档【2_开发环境搭建.pdf】

    用ubuntu虚拟机从头开始搭建开发环境,可能对于没有 Linux 系统使用经验的工程师来说,会显得有一点复杂。

    所以,如果想快速进入开发阶段,可以直接使用配置好的ubuntu;而如果想更深入地体验一下环境的搭建过程,可以自己按照上面文档描述,尝试去搭建。

    基本上,当环境搭建好之后,就可以成功地对代码进行编译和烧录了。


    Hello world

    学过软件编程,或者学过嵌入式软件开发的人都知道,通常我们在刚入门的时候,都是在屏幕上输出 helloworld,或者点亮开发板上面的一个LED~

    可以说,能够在终端控制台上输出 helloworld,或者点亮一个LED,就已经是成功了一大半。

    输出 helloworld 和 点亮LED,小熊派都录制了比较详细的视频,跟着视频一步一步实现,问题不大。

    输出 helloworld 和点亮LED,两个案例具体的套路都是,需要在sample文件夹里面,创建对应的工程目录。

    然后在工程目录里面,新增加业务相关的代码,比如说 hello_world.c 或者 led_example.c,这些 C 源文件(或头文件)是我们工程里面必须的,在这些源文件和头文件里面,实现我们想要的业务逻辑。

    以前做单片机开发,只需要往 MDK 或者 IAR 里面添加好源文件,然后配置好头文件的路径,在IDE软件里面设置一下编译相关的参数,语法没问题基本上就可以编译了。

    但小熊派开发板的代码,是使用命令行进行编译的,跟我们以往开发单片机使用的那种集成开发环境不一样,所以,还需要新增加一个编译脚本 -- BUILD.gn,这个编译脚本指定了一些工程编译的相关参数。

    小熊派录制了一节视频和提供了一份PPT,是介绍 HarmonyOS 的编译框架的,里面会比较详细介绍如何使用 BUILD.gn 来编译代码模块。


    内核、驱动、网络应用

    完成 helloworld 和点灯之后,基本上,小熊派鸿蒙开发板算是学会最初步的入门使用了。

    接下来,按照教程的内容,可以分为三大块:HarmonyOS内核、驱动子系统、网络应用。

    这三大部分的内容,需要花时间去重点消化~

    对于 HarmonyOS 内核相关的内容,在嵌入式开发里面,其实是相当于学习一个实时操作系统(RTOS),里面涉及到一个实时操作系统必学的内容,比如任务调度管理,信号量和互斥锁,事件管理,消息队列,等等。

    内容就跟以前学习 RT-Thread 的时候差不多, RT-Thread 学习笔记

    至于驱动子系统,就是基于 HarmonyOS 的内核,对 Hi3861 这款芯片一些常用的芯片外设进行适配,这些外设在我们以前学习单片机的时候,也接触了不少,原理都是相差不大的。

    由于 Hi3861这款芯片是一颗 WiFi SOC,所以,网络这一块的内容是必不可少的,如何联网是首先要解决的问题,TCP/IP 和 UDP 是在做网络应用的时候,用得最多的两个偏底层的网络协议,这两个协议的实现原理,一开始不用去深究,会使用就行了。

    MQTT是在物联网应用中用得最多的通信传输协议,基本上,很多 IoT 云平台都支持设备通过 MQTT 协议进行接入和传输数据,因此,这部分的内容也是需要学习的。


    基本上,按照以上的思路,就可以在小熊派鸿蒙开发板(Hi3861)上玩透嵌入式HarmonyOS 了。

    但了解过鸿蒙的工程师都知道,鸿蒙并不单指某一个技术领域的操作系统,严格来说,它的存在意义,是想构建一种分布式的生态,面向全场景,逐步实现万物互联。

    所以,不管目前是从事单片机应用开发,还是从事嵌入式Linux驱动/应用开发,或者是从事手机应用开发以及界面 UI 的前端开发,鸿蒙背后涉及到的技术知识点非常多,整套学完是一件非常费精力的事情,普通的工程师也没有那么多时间和精力去完成全栈式的学习。

    因此,根据自己实际的工作情况以及时间安排,选择自己感兴趣的方向进行了解和学习,我觉得,这样就差不多了~

    最后,祝大家学习愉快,感谢阅读!

    —— The End ——

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