进击的国产替代风，“振芯铸魂”号角已然吹响？ _吹响

19世纪的德国，荷尔德林写人，诗意栖息时，人们害怕工业文明变化，想找回家的路。自然栖息时，时间迅速滑行，21世纪的今天，诗意也不像预测的那样消失了很多智能终端的服务，使生活变得相当有趣，给予物品生命，实现了对话和交流。

这是物联网时代，我们总是感叹科学技术的美丽，但在诗意下，能够探索智能终端的原因的人并不多。即使智能扬声器、智能空调等产品的日常出现频率很高，也很少有人能感觉到芯片的操作系统在协调控制相应的功能和开关、上传数据，有计算力的话物联网设备就能实现运动。

实际上，在很多人眼中，物联网画的蓝图还远离生活。直到最近中美贸易摩擦持续，世界政治经济环境复杂变化，华为等中国高新技术企业受到制裁后，芯片、操作系统才受到更大关注。然而，中国面临的缺乏核心和灵魂的情况再次引起了深思:如果再次遇到封杀禁令，芯片仍然可以找到替代品，但是如果操作系统没有国产化，在受到限制后，显然会有更大的影响。特别是在5G时代，万物连接起来，如何避免物联网操作系统成为阿喀琉斯的跟踪？物联网操作系统未来应如何发展

这是关系到未来时代的多米诺骨牌。

觉醒，入局IoT OS

在推下骨牌第一张之前，我们先来聊聊物联网操作系统(IoT OS)的发展。IoT OS起源于两个传感网项目OS-TinyOS和Contiki，它们对今天的IoT OS产生了深远的影响。嵌入式系统联谊会秘书长，单片机与嵌入式系统杂志副主编何小庆认为，最早的IoT OS始于2014年，标志性产品是ARM Mbed OS 。当时，人们都在思考，如何把不同的物体信息搜集整合起来并把它传输到下一个层次。在这样的需求下，面向物联网的设备和应用需要一个集成系统，通过它们完成底层数据的搜集。

单一的软件结构很难解决这些问题。成熟的物联网设备收集数据，包括云互联在内需要操作系统的支持，业务和应用程序的需求完全不同。面对实际应用场景，需要根据行业的不同定制软件方案，IoT需要专业的定制系统来解决这样的问题。

有了这样巨大的物联网市场需求，各大互联网公司开始了自己的物联网生态布局，掀起了物联网操作系统开源的浪潮。

2015年，华为布局了“121”的物联网战略，基于自己的芯片和业务发表了LiteoS 。2015年谷歌发表了Brillo 。OS(后来改名为Android 。Things，2016年Linux基金会发表了ZephyroS，2017年蚂蚁发表了AliOS的Things，2017年亚马逊开发了Amazon的FreeRTOS，2019年腾讯发表了轻量级TencentoStiny 。IoTOS进入了高速公路。

进入2020年，新冠肺炎的流行在世界范围内蔓延，IoT指南的前进势头依然不减。中国移动推出轻量级IoTOS-OneOS，主要是5G和端云一体化，微软推出AzureRTOS，即ThreadX，名推出物联网软件平台名Vela，开源NuttX，Vela

物联网激起了资本的欲望，引起了从芯片到终端制造商的战争，也点燃了物联网操作系统战场的战火。这场比赛很厉害。

攻击，扛旗国产化

研究IoT操作系统的企业当然可以在市场上建立更高的竞争壁垒。中国IT巨头通过硬件和软件结合带来的一贯用户体验，通过IoT产业整体的生态，为了在蓝海，为了在市场上获得更多的自主权，降低对软件产业链的依赖风险。

【进击的国产替代风，“振芯铸魂”号角已然吹响？】尤其是在美国加大制裁后，国内外市场环境的变化也让更多的科技企业意识到了技术自立的重要性。在这种情况下，作为世界上物联网连接数最大的运营商，中国移动终于出现在物联网操作系统的江湖上，2020年6月正式发售OneOS1.0商业版。而基于中国移动强大的渠道资源，OneOS 7月就在智能水表行业实现了应用突破，到2020年底，累计装机量就突破10万台。

图：OneOS关键能力

为什么中国移动要在彼时推出OneOS?笔者采访中移物联网公司信息技术中心副总经理李蒙时他坦言，做这个操作系统的目的除了国产化替代，其实更多的是服务产业，既是对国家自主可控政策的一个响应，同时也是要服务物联网产业的一些需求。在5G时代，应用场景的复杂性决定了物联网应用会面临如：终端硬件碎片化、网络多样化、平台接入复杂化、安全攻击实体化等问题。传统的嵌入式操作系统无法应对这些挑战，时代需要更适合物联网行业的操作系统。

李蒙认为，一方面降低开发难度，提高开发效率，使行业开发人员集中精力开发业务，另一方面只有这种硬件和软件的结合。可以促进物联网整体应用生态的繁荣。

操作系统和芯片是双胞胎兄弟，在国产化浪潮的推动下，操作系统方面蓬勃发展，国产MCU也一样百花齐放。华大半导体MCU市场部经理梁少峰认为，目前国内MCU企业呈现前所未有的繁荣状况，加快MCU行业整体的大浪淘沙、优胜劣汰的洗牌过程，同时企业修炼内功，提高效率，在市场上真正依靠产品说话。作为国产芯片龙头企业，华大半导体不断调整优化发展战略，将市场主要集中在工控、汽车电子、安全芯片三大领域。在超低耗电领域，华大半导体是国内绝对领先的MCU供应商，其HC32L系列产品在超低耗电性能和EMC可靠性方面已经超越了国际传统MCU大厂的对应产品。

图:华大开发套件

国产核心和国产操作系统的优势相辅相成，预计将成为产业生态的新战略核武器，硬件和硬件都是国产的，大大提高产品的安全、自主、可控性梁少峰指出。华大半导体与中国移动OneOS在去年中国移动合作伙伴大会上签署了全面的战略合作协定。李蒙对笔者说:OneOS在完成华大主流MCU适应的基础上，2021年底完成华大全系MCU适应。

守护，实践负责

在笔者和一些行业的大咖啡馆、公司的上层交流中，安全是一些共同关注的问题。万物互联下的物联网终端设备呈现碎片化、巨量化的特点，应用场景更趋复杂化，这使得针对物联网的攻击数量急剧上升，并呈现实体化、多样化的攻击特点。物联网的设备攻击可要比互联网要危险的多，比如针对医疗设备的安全攻击，直接关系到人的生命安全。何小庆在谈及物联网安全时指出，物联网设备由于特殊应用场景的需求，经过优化以降低功耗和负担能力，其中大部分计算资源较差，因此，这些设备更容易遭到黑客攻击。但好消息是，在软件层面使用嵌入式加密的认证和加密可以让黑客难以访问智能连接的IoT设备。

诸如华为LiteOS在安全设计上构建了低功耗安全传输机制，支持双向认证、FOTA固件差分升级，DTLS/DTLS 等;AliOS Things则通过核心组件之一自组织网络(uMesh)来保障嵌入式设备能够自主安全接入自组织网络，并保证和云端数据通信的完整性和机密性。

作为行业新兵，中国移动OneOS在前期技术、顶层设计方面积累了3年以上，但在何小庆看来，该新兵也有其优势。一是安全方面，何小庆认为移动物联网从战略规划和实施现状来看，物联网安全方面是领导者，李蒙认为也是OneOS的优势之一。的确，能够意识到物联网操作系统安全问题的重要性真的很重要。因为在多终端、复杂协议的基础上，安全问题更加突出。操作系统需要在设备、网络和数据三个层面保障。其中各级风险状况和面临的安全问题不同，用户难以熟悉各个方向，操作系统需要更全面的安全管理。

据了解，OneOS通过了PSA和FunctionAPI认证，该认证环节包括信任根服务隔离、安全启动、安全升级、安全存储、唯一认证令牌ID等10个安全目标的测试评估。何小庆认为这是国内第一家投入安全问题的企业，眼光长远。

二是开放度高。何小庆说，物联网操作系统在终端一般是免费的，很多企业都捆绑了自己的云，只有这样的未来才能产生经济效益。移动物联网承诺长期开放，支持第三方访问，对物联网开发人员具有很大的灵活性，确实是大企业负责的表现。

同样作为国有企业的华大半导体，在物联网安全领域表现良好，2019年华大电子安全芯片突破150亿，形成了智能卡芯片产业稳定发展的布局，全系列智能卡芯片广泛应用于智能卡各应用领域。梁少峰提到华大半导体在物联网安全芯生态布局时，以安全SE为中心，为客户提供安全合规、经济高效的云管-终端安全芯片产品和方案，包括云安全方案、终端安全模块和终端节点安全芯片产品，为物联网芯生态的发展打造安全基础

路漫漫，自强方不息

在目前国际形势波云诡谲的情况下，国产芯、国产操作系统坚持自强是正道，而依托国家政策战略构筑自主可控的生态体系是不断自强的根本。在技术层面国产芯和国产操作系统需不断突破功耗、制程、功能、驱动等等与国际主流玩家的差距，同时贴近客户、服务客户需求才能赢得市场。

我们的初衷就是帮助客户开发安全、可靠、易用的物联网操作系统。李蒙说，作为运营商，永远需要在产业链中发挥扁担效应，给开发者创造更多便利。

操作系统本身可以让开发者从软硬件的适配工作中解放出来，更专注于自身的业务逻辑中。我们通过与水表和气表行业的客户进行实验测试，首次通过操作系统开发可以减少约40%的工作量。在此基础上，开发第二种硬件可节约80% 。据李蒙介绍，硬件操作系统的组合方案使研究开发人员能够更加关注应用层的开发，以中国移动OneOS为中间层，硬件和软件解开结合后，能够大屏蔽硬件差异，将丰富的基础驱动和基础部件抽象为标准的API接口，使研究开发人员专注于业务应用的开发

在加强自身锻造的同时，中国移动OneOS也发挥了渠道优势，与国内企业合作，通过产品互补形成合力，突破了IoT市场。除与华大半导体签署战略合作协议外，中国移动OneOS与兆易创新、灵动、复旦微电子、紫光展锐、博通等多家国产芯片厂商建立了深刻的战略合作关系，未来也将在国产芯片的适应和技术支持上投入更多的能源。

当然，在IoT市场，国内企业还有很多机会。特别是新的基础设施政策支持力度的加大，推进了5G通信、物联网、AI等技术的发展，推动了物联网市场规模的快速发展，对国内IoT的生态建设自然有很大帮助。由此可见，在这样的背景下，谁更加坚定地走国产化的道路，谁更加重视自主创新、安全控制，谁更加帮助开发者建立生态，谁是未来中国物联网操作系统的领导者。但是，无论是从生态构建还是技术角度来看，中国的物联网操作系统都实际生活中，才能有效地解决实际问题。这些是其核心竞争力，真正实现人，诗意地栖息。