嘉賓 | 王佳、汪禮超

作者 | 凌敏

國內物聯網作業系統浪潮是從 2015 年前後掀起來的。在此之前，人們更習慣稱其為嵌入式作業系統，這也是物聯網作業系統的前身。當前，很多物聯網作業系統仍是基於傳統的嵌入式作業系統核心，與若干物聯網相關軟體棧組成終端軟體平臺。

隨著物聯網在智慧家居、汽車、可穿戴裝置等多個行業得到廣泛應用，物聯網作業系統的市場需求日益增長，國內也湧現出了多款受開發者歡迎的本土物聯網作業系統。

2019 年 9 月，騰訊物聯網作業系統 TencentOS Tiny 正式開源；2020 年 10 月，TencentOS Tiny 捐贈給中國開放原子開源基金會。截至 2022 年 11 月，TencentOS Tiny 在 GitHub 上的 star 數達 5。7k，fork 數量 1。5k，開發者規模達 5000 人。目前，TencentOS tiny 可支撐智慧城市、智慧水錶、智慧家居、智慧穿戴、車聯網等多種物聯網行業應用，能為物聯網終端廠家和終端裝置提供一站式軟體解決方案。

近日，InfoQ 採訪了騰訊作業系統研發負責人王佳、騰訊 TencentOS Tiny 專案負責人汪禮超，以期進一步瞭解 TencentOS Tiny 的發展歷程與技術實踐。

GitHub 地址：

https：//github。com/OpenAtomFoundation/TencentOS-tiny

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TencentOS Tiny 的探索與實踐

對騰訊而言，做物聯網作業系統是一件自然而然的事情。

依託雲、安全、AI 等技術創新，騰訊雲與智慧產業事業群（CSIG）一直致力於打造智慧產業升級方案，並形成了一條物聯網生態鏈。針對雲場景，騰訊早在 2010 年就打造了伺服器作業系統 TencentOS Server。隨著騰訊雲邊緣計算業務快速發展，騰訊在 2019 年也啟動了邊緣作業系統 TencentOS Edge 的研發。

物聯網作業系統 TencentOS Tiny 的研發工作則啟動於 2018 年。作為物聯網生態鏈底層重要的一環，物聯網作業系統在一定程度上能夠促進整個物聯網的生態，乃至由騰訊主導的產業物聯網的發展。對下，物聯網作業系統能完善物聯網端到端解決方案，實現終端裝置的互聯互通；對上，能為雲上海量資料平臺引流，將雲端的邊緣計算、大資料分析等能力與業務場景相結合，從而使終端裝置更加智慧化。

對於這款作業系統的定位，騰訊在一開始就想得很清楚：針對 MCU 晶片，打造 B 端生態鏈的前端作業系統，低功耗，低資源佔用。“與其他物聯網作業系統相比，我們有自己的特點，比如我們對騰訊雲的支援，以及針對物聯網嵌入式應用的特性。我們沒有把這款物聯網作業系統做得大而全，而是選擇做極致精簡的核心。”汪禮超對 InfoQ 說道。

2019 年 9 月，TencentOS Tiny 正式在 GitHub 上開源，釋出不到 1 周便登上了 GitHub 全網開源專案熱榜第二的位置。從 2019 年開始，TencentOS Tiny 每年都會舉辦多場開發者活動，並陸續成立了核心、AI 等多個 SIG 組，其他物聯網相關 SIG 組也在籌備當中。2020 年 10 月，騰訊將 TencentOS Tiny 捐贈給中國開放原子開源基金會。目前，TencentOS Tiny 支援硬體平臺數量 80+，與 STM32、NXP、瑞薩半導體、華大半導體、沁恆微電子、Nordic、兆易半導體、國民技術、TI MSP、瑞興恆方、廣和通等多家 MCU 和模組廠家達成合作，共同推進物聯網終端產品落地商用。

產品架構及技術特性

TencentOS Tiny 的產品架構從下往上依次是主流 MCU 晶片 / 模組、核心基礎核心及物聯網所需要的聯網元件。

底層，MCU 晶片 / 模組包括 STM32 和主流的蜂窩通訊模組，提供了驅動框架和外設框架，相容不同硬體，方便適配不同硬體平臺。頂層，提供了物聯網常用的功能元件，如檔案系統、KV 儲存和高階語言引擎框架等等；提供了方便使用者呼叫的業務層 API，業務層上也會提供常用的案例供客戶和開發者參考。此外，還內建了安全框架，為終端裝置的裝置唯一標識、通訊鏈路加密、金鑰安全儲存提供了保障，防止物聯網裝置被攻擊。

整體而言，TencentOS Tiny 具備三個特性：

核心精簡，低資源佔用

。在產品定位上，TencentOS Tiny 更聚焦在網際網路領域，為其提供非常精簡的作業系統。據介紹，TencentOS Tiny 核心整體程式碼量不超過一萬行，所有元件也都是可裁減可配置的，能夠實現超低資源的佔用，降低物聯網軟體使用成本。IDLE 任務下，最小資源佔用僅為 0。6KB RAM、1。8KB ROM。

高效管理框架，功耗低

。智慧城市等領域對功耗非常敏感，這也是市場痛點之一。TencentOS Tiny 能動態調整系統功耗，完整包含 MCU 和外圍裝置功耗管理，使用者可以根據業務場景選擇可參考的低功耗方案，最小休眠功耗可以達到 uA 級別，有效降低裝置耗電，延長裝置壽命。

軟體架構簡潔，可移植性良好

。TencentOS tiny 提供多種編譯器快速移植指南和移植工具，目前已經支援主流晶片和通訊模組，降低開發者使用門檻，有效提升開發效率。

作為底層基礎設施，作業系統普遍難以創造直接收益，更多是透過為行業提供解決方案來實現商業化。因此，對物聯網作業系統來說，如何打造自身的差異化競爭力是一個需要長期思考的問題。

在汪禮超看來，物聯網作業系統需要根據不同的應用場景發揮自身優勢，比如在金融場景，安全與否是關鍵；在能源場景，功耗是首要考慮的問題。根據不同的應用場景，形成對應的解決方案或打造上層軟體應用包，這些都是實現商業化的途徑。

目前，TencentOS Tiny 的應用場景主要包括 MCU 晶片 / 物聯網模組、物聯網終端裝置廠家以及物聯網解決方案：

支援主流的 MCU 晶片，如 STM32 NXP 等，支援主流通訊模組，如 ESP8266 Wi-Fi、LoraWAN 模組、NB-IoT 模組等；

提供完整的終端軟體棧，簡單易用的端雲 SDK 縮短裝置廠家的開發週期，進而節省終端產品開發成本；

提供一站式軟體解決方案，方便各種物聯網裝置快速接入騰訊雲，可支撐智慧城市、智慧水錶、智慧家居、智慧農業、智慧穿戴、車聯網等多種行業應用。

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物聯網“碎片化”特性明顯，如何做好生態建設？

物聯網浪潮的興起讓“萬物互聯”成了可能。根據 IoT Analytics 的統計及預測，2020 年，全球共有 117 億臺物聯網裝置，聯網裝置數量第一次超過了非聯網裝置；預計到 2025 年，全球物聯網裝置連線數將超過 300 億。

與 iOS、Android、Windows 等作業系統不同，物聯網作業系統的終端形態差異巨大，不同的行業有著不同的消費終端。隨著行業進入高速發展期，物聯網以及物聯網終端的形態更加複雜，需求呈現多樣化，“碎片化”特徵也更加明顯。

“現在物聯網領域最大的問題就是‘碎片化嚴重’，作業系統作為物聯網生態的其中一環，不足以解決整個‘碎片化’難題。不過，我們非常看好萬物互聯這個方向，也有比較全面的佈局。”據王佳介紹，不同於桌面、伺服器作業系統提供通用解決方案，物聯網作業系統更具針對性，專注的領域更加垂直。

正因如此，要想做好物聯網作業系統生態，需要行業形成統一標準，達成技術共識。“有了統一的行業標準後，生態鏈上的不同角色能夠更好地合作互通，降低軟硬體適配成本。否則，物聯網作業系統生態將一直處於割裂狀態。”汪禮超表示，目前在智慧家居行業，這一願景已初步實現——行業在醞釀新的智慧家居協議，以解決“碎片化”難題。也許在未來，針對某個行業，會出現行業級別的物聯網作業系統“一統江湖”，但歸根結底，還是要由市場需求來驅動。

物聯網作業系統要想進一步發展，汪禮超認為，行業需要找到共用的一套融合作業系統，或是共建一個融合性的社群，共同推動行業達成共識，一起把蛋糕做大。就像在伺服器作業系統領域，大家普遍基於 Linux 核心構建作業系統，在技術棧上能夠實現統一。在物聯網作業系統領域，也可以形成統一的技術標準，包括硬體介面標準、核心介面標準、物聯網協議標準、應用介面標準等。“展望未來，無論是針對細分領域還是針對整個行業，物聯網作業系統都需要建立一套標準。這套標準也一定是大家共同建立和維護的。”

在汪禮超看來，除了要形成統一的物聯網作業系統行業標準，讓不同裝置之間可以基於一套標準實現互聯互通，在未來，這些趨勢 / 方向同樣值得關注：

微核心

。微核心的核心優勢是核心精簡，可剪裁，能更方便地部署到不同的硬體上。

RISC-V 架構

。作為一種新興的精簡指令集架構，RISC-V 最大的特點是開源免費，降低物聯網終端成本，促進物聯網作業系統與硬體的結合，加快軟體體系發展。

車聯網

。未來新能源汽車有可能徹底取代傳統燃油車，並且新能源汽車的智慧化程度更高，對軟體系統的要求也會更高，在物聯網協議、安全、人機互動等方面都將提出更高的要求，這也是物聯網作業系統在未來比較大的業務方向之一。

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