杜玉杰:Huawei LiteOS使能硬件智能化
華為開發者匯HDG是華為開發者社區在2016 年啟動的系列線下沙龍,今年將在北京、上海、深圳等九個城市舉辦。通過HDG,華為將面向廣大開發者分享華為內部、合作伙伴以及社區成員的技術干貨,帶領大牛們貼近開發者社區,營造自由、開放、分享的技術交流平臺。
與上海和南京站的一次沙龍,多個主題不同,此次西安站聚焦在物聯網一個議題。內容主要包括華為開放、創新、融合的ICT架構, 華為物聯網操作系統liteOS,華為IoT聯接管理平臺“OceanConnect” 生態發展戰略、華為開發者社區能力開放平臺及伙伴應用方法。
來自華為開源能力中心主任工程師、開源專家杜玉杰帶來了題為《Huawei LiteOS使能硬件智能化》的精彩演講。
華為開源能力中心主任工程師、開源專家 杜玉杰
現場實錄如下:
很高興又站在這里在西安跟大家交流,以前可能在一些開元活動里面來西安跟很多朋友有過交流,但是這次議題不同,主要是講LiteOS。在我介紹之前想簡單的做一個調研,在場不知道有多少朋友之前聽過或者了解過LiteOS,還是有一些的。有多少人有用過華為的手機或者手環的,這個就很多了。因為講到一個東西,來之前我們同事有交流過,就是怎么樣讓大家更好的對它有一個認識。在我們華為P8、P9、mate8手機里面已經植入了LiteOS,包括新的手環里面都預制了LiteOS,為什么會用到LiteOS,下面我會有一些分享。因為這樣的話大家會有比較直接的接受,畢竟聽過LiteOS我相信不是太多,畢竟操作系統是非常底層的東西,很多朋友可能工作中并不一定會接觸。當然這也是我們華為開放者平臺***次在外面宣講,所以今天只能掀起LiteOS神秘的一角。
說實話剛才呂強也介紹了,我也剛來華為一年多的樣子,但是在我來之前,華為對我來講也是很神秘。但是來了之后發現,華為這幾年開放的心態,包括建生態的心態,其實在整個公司里面得到了越來越多的重視。所以我們有了現在的開發者社區,有ESD開放平臺,包括我們還有開元的LiteOS,讓我也非常欣慰。但是之前溝通交流的少一些,我們也希望通過越來越多的活動,通過這種機會,包括我們ESD開放平臺,能夠開放出一些更多的技術相關的內容,甚至產業合作的機會,建立起跟大家溝通的橋梁。
講到LiteOS很多朋友會提到,為什么會有一個操作系統化,因為操作系統如果只是像我們研究生的時候可能會寫過一個小的操作系統,但是真的要把它產業化可能會面臨非常大的挑戰。為什么在物聯網領域華為會推出來這么一個開源的操作系統,也是基于我們對物聯網這個行業的一些理解。我們認為在物聯網領域有這么幾大挑戰,***個在物聯網領域我們看到有非常多的碎片化。前面提了很多問題,我在下面聽的時候也意識到,大家對到底什么是物聯網可能有一些不同的看法,這里我分享一下我們對物聯網的看法。
在物聯網里面,在IOT設備側我們看到有很多碎片化的問題,比如說有非常多的場景1儲,剛才講到車聯網啊,我剛才提到手機智能家具,可穿戴設備,設置還有很多各種各樣行業的場景。這個場景非常多,包括抄表,每個場景其實有它自己的特點。剛才也講到了非常多的協議,像前面講的藍牙、wifi,還有(03:41)的協議,包括華為參與的NBAT的組織,有非常多的協議,對互聯互通就提了非常大的挑戰。因為在很多場景下,可能有有線的接入,也有無線的接入,短期遇到風波等等。
在設備側又會跟很多芯片去接觸,芯片大家更多看到的是比如說ARM的,當然也有DSP的,現在像因特爾X86也推出夸口的適合物聯網領域的CPO,也有適合非常多的芯片。***我們看到還有非常多的儲值標準,剛才有同學提到為什么華為有了wifi,有了藍牙,還要推NBIOT。我個人認為在很多行業,比如以前我們做云計算的時候,行業發展到一定規模,對標準的要求是各個廠家,甚至很多開發者都希望推動的一個事情。因為有了標準,大家首先投入的資源成本整體來講都會降低,有了標準,很多互聯互通的協議,兼容性方面也會起到大的改善。我們知道非常多的智能硬件的東西,其實里面的數據很大程度上各個廠家是不太一樣的,可能是你沒辦法獲取的,這樣對于我們萬物互聯的場景就會起到一個阻礙的作用。這是我們看到的首先是碎片化的問題。
第二個在IOT場景,為什么我們覺得不能用linux,不能用安卓,因為這個已經有非常多的開發者了。我們看到在IOT場景下又有它的一些特點,比如我們講(05:30),只是舉個例子,這里面CPU是三十幾兆,(05:39)只有幾K,資源非常有限。這樣的話可能它跑不了一個linux,甚至裁減過的也非常有限,因為它的資源是非常有限的場景。其次還有我同事補充過在有些場景下,比如說地下,甚至山上,因為萬物互聯這些物的連接比人所到的足跡的地方還要更廣泛一些,這樣對電源,在很多場景下,手機現在可能出門必備一個充電寶,成為一個標配,手機現在成為我們都會隨身攜帶的場景。在很多場景下對它不停的充電,這是對于很多是不能接受的。簡單的來講,像一個門禁系統,我們已經做到門禁上面的設備一次能滿足三年不用換電。因為大家知道華為在很多運營商的廠商,對工號啊,規格,在產品設計和研發的時候都有這樣一些規格的要求,所以我們是沖著這樣一些要求做的。
還有一些場景,比如說剛才講到的車載,智能駕駛的問題。在這個時候你就發現實時性必須高,不是我們傳統系統能夠做到的。因為我們行車特別速度快的時候,可能幾秒鐘的響應車距,剎車距離就會產生非常大的危險,特別是跟人相關的場景。所以在這里面對資源的要求,對功耗的要求,對實時性響應的要求。總體來說我們覺得它是有這么一個場景。
還有一個前面也特別提到了,就是蛛網的要求。我個人認為,在家里面通過wifi上網其實沒有問題的,我們現在能想象到的連接數是有限的,家里面加上筆記本、ipad、手機,我相信兩位數就可以,兩位數都不一定,可能是一位數,十個以內。大家放眼互聯網未來的場景下,萬物互聯的場景下,一個人身上的可穿戴設備,我之前看到一些報告他們評估可能是四五十,這樣你在家里面的場景下,就發現你需要的連接數是成倍的,甚至說是十倍、百倍的上升。這樣網絡的連接,還有很多比如可穿戴設備這樣的場景是移動的,怎么樣能夠動態的加入到這個網絡當中去,從網絡中又能退出,這個網絡怎么自組,自建,等等這些問題。
網絡蛛網,還有規模也是非常大的挑戰,所以我們在物聯網基于三大挑戰的認識下,華為在自己產品的一些積累,研發的過程中推出了物聯網的操作系統,更多的是希望提供經過規模驗證的工業級的系統,能夠滿足讓開發者比較簡單。剛剛也有聽到學生說華為的手機,傳感器怎么去開發。你就需要遇到跟硬件打交道的問題,這時候對于很多基于硬件開發者,其實不太希望跟硬件打交道的。作為操作系統,我們希望能夠屏蔽底層的芯片、硬件、各種傳感器的問題,包括剛才講到了互聯互通的協議。
在這樣的情況下,目前LiteOS主要的一些特性是,首先是我們的功耗做到了謬安級的級別,實時性基本可以做到秒級以內。資源的約束,剛才講到資源是非常有限的,所以經過裁減的LiteOS的儲內盒可以做到10K之內。大家可能會想10K能做什么,后面我們還會講怎么在這上面做更多的事情。當然還有LiteOS對安全的要求,端到端的安全保障,這也是我們非常挑戰的事情。
畢竟物聯網是一個新興的事物,很多事情也在不斷的演進,比如安全的要求到底怎么去解決,這個我們期待有更好的安全解決的方案。因為本身我讀研究生也是學安全專業的,我印象最深的當時我們的一個校領導是非常安全的,他的錢包里面沒有一張信用卡,他對所有電子交易類的東西都是不信任的態度,他覺得沒有安全可言的。甚至我一度也受他影響,包括當時微信起來的時候,我們微信發紅包,也是從那個時候才開始在手機上可以做支付。因為我其實沒有淘寶賬號,也沒有支付寶賬號,但是我有很多微信的朋友圈,有很多朋友,給他們發紅包,所以從此走上了不歸路,用上了電子支付。
我們看到安全和應用性是一個平衡,沒有絕對的安全,但是說當你用戶基數大了之后,安全一定要有一些解決的方案和手段。所以我相信LiteOS領域也會有更多的安全的解決方案。
整體的LiteOS做到了這些基礎的特性,具體的是說我們開放什么。***個是希望對芯片是開放的,因為對于很多物聯網開發者,你要去編輯很多的東西,做一款產品,如果是一個流通的產品,希望有更多的芯片設備,這是很復雜的事情。包括華為我們自身也有很多生態的合作伙伴,解決了很多問題。但是不是所有的供應商,包括開發者,都能解決這樣的問題。所以***個我們希望對于芯片,芯片包括DSP的,包括ARM的,馬上我們也會在更多的版本里面計劃實現X86的芯片,所以不止僅僅是華為的芯片。
在這之上LiteOS當然傳統的操作系統,對于驅動,對于內存,調度管理,M2這樣的一些資源管理。作為基礎內核如果只有10K之內的話,其實做不了太多的事情,所以我們又有一些分層加載、動態加載的技術,能夠在資源有限的情況下,加載比這個資源更多的、更復雜的應用,這樣的一些技術。整體我們把大小做的非常小的10K的情況下,還是能夠盡量的多跑一些復雜的應用,讓它更智能。現在關注硬件其實關注的是智能硬件,這也就是為什么上面要有操作系統的要求。
響應時間,因為實時操作系統對于實時是有要求的,有這樣一些工藝的要求,怎么去做到。整個在芯片上把對于芯片的支持,把內核做的更加精簡,實時性響應能夠有保障,在這方面做了一些工作。
這點對于很多物聯網產品更加重要的是互聯互通,剛才講到其實有很多,互聯互通現在沒有一個統一的業界都能遵守的標準,包括Laura雖然有很多標準,但是有很多不同的協議。這樣對開發者也會有非常大的挑戰,你可能熟悉幾個或者某幾個,但是所有的標準協議都去熟悉的話,這個代價還是非常高的。在這點上我們LiteOS就希望我們做的協議中間鍵,把通用通常的物聯網產品的通訊的協議,包括wifi、藍牙,甚至谷歌的(14:51),這樣的架構通過互聯互通的中間鍵能夠支持無線的、有線的互聯互通。這里面關鍵是把IP的、VIP的能夠轉化,***通過路口可以傳輸到你的LG平臺云端做一些分析。所以在這一層上希望幫助開發者解決這樣的痛點。當然有一些新的協議,我們也會考慮,這個也可以提取一些大家的意見,看看哪些協議我們需要優先考慮,甚至有更好的方案我們可以一起來探討。
除了芯片協議,我們更多的是希望對開發者友好,對應用透明。應用開發者不需要太深入的理解,或者掌握操作系統這一層的要求,比如說實時的調度,比如說調度管理、優化等等這樣的一些比較傷腦筋的問題。比如剛才講到了像運動DV很火,當然國內也有很多運動DV,當時在網上眾籌,大概十幾天破了千萬的級別。就是因為運動DV希望我拍照的時候按一下,就直接拍照了,沒有啟動,沒有傳統的啟動、待機,這樣我的抓拍能更好的抓拍精彩瞬間,包括待機時間、功耗這樣的要求。當然在這之上可能還有IPS的解決方案,還有SDK。
所以LiteOS從架構的角度是分層的,底層基礎的內核,上面有互聯互通中間鍵,再往上還有跟行業的解決方案,比如說DBS,(17:05),也有像智能抄表等等這樣的一些連接鍵來支持。這樣應用開發者更多的關注應用場景,應用場景下怎么去解決你的一些好的idea的實現,把底層(17:30)盡量幫你多做一些。因為我們覺得像智能手機一樣,其實在蘋果、安卓手機出來之前,其實也有智能手機的概念,比如說摩托羅拉用linux做一些智能手機,所謂的智能化就是系統功能更強大,有很豐富的應用。但是在安卓、iphone起來之后,應用市場真正推動了智能手機的發展。我們也相信在物聯網這個領域,最終還是有很多開發者創業,不僅僅是華為一家把所有的硬件都做了,不可能,因為所有的產品太多了,我們也希望有很多應用的開發者能夠進入這個平臺,做更多的創新。
***比較重要的是,我們希望在操作系統一側把端到端安全的問題盡量的能夠去解決,比如說在傳輸層,甚至在內核的網部做一些端到端的安全的解決方案。比如說剛才有朋友講到數據傳輸中間加密,傳輸傳統加密,但是在芯片可能配合也有一些加密的處理芯片,把數據傳輸之前你可以先做一層加密,等等類似這樣的解決方案。這要配合不同的場景來去考慮,當然我們也希望能夠更多的考慮這樣的一些問題。
對于互聯互通剛才講到了,除了大規模的組網、自組網這樣的場景,我們希望它能夠更便捷。其實本質上可以讓它自組網,自發現,自組網,但是考慮到安全的要求,可能通過你確認,一鍵就能夠把整個網絡通過聯通。同時希望能夠支持更大的平臺,也就是說我們現在能夠給到的數據,一千個節點自組網的平臺,大概總規模的時間應該是在三秒之內,一個產品就能把網絡建立起來,滿足這樣大規模的應用的問題。
***給了幾個現在都是第三方做的,我們自己做的手機啊,手環,其中還有我們自己的解決方案。但是我想開發者還是想看到基于LiteOS能夠做些什么事情。現在網絡直播,網紅是非常火的,巨大的帶動了視頻直播的行業,視頻直播里面的高清視頻直播領域有一些合作伙伴,做了一些(20:33)開發版,基于這個開發版,你可以手機的應用來控制視頻監控,包括做運動DV等等這樣的一些場景。因為既然是開放的場景,是把很多的解決方案提供給合作伙伴讓他們來做,我們只是提供操作系統。當然我們也可以聯系合作伙伴,來提供開發版的解決方案。這里面我們可以看到,比如說啟動速度,包括網絡傳輸優化,支持1080P的高清,網絡優化等等這些我們做了一些優化,在這個基礎之上你可以做更豐富的解決方案。
還有一個場景是智能家具,智能家庭,這個剛才已經講到了,可能連接設備數比傳統的產品要多一些。對于輕量級,對于快速響應啊,包括剛才講的自組網這樣的一個場景,比如如果是華為的設備,我們有網關、手機、手環,這些組網肯定是互聯互通是沒有問題的,但是我們也希望更多的跟第三方的智能意見也能組網,互聯互通。當然這些開發者也可以有更多的發揮的余地,來設想一個應用場景。整個從端到設備,連到你的IOT的云側,提供解決方案。
做硬件開發的開發者可能會問到,我能拿到什么樣的開發版,這是我們之前內部給第三方能夠提供的。比如說我們的芯片,從(22:31)還有一些媒體的芯片,還有一些第三方做的,比如說跟(22:38)做的開發版。剛才講華為的LiteOS可以支持像ARM的79,包括它的M系、A系的,等等一系列的,不限于華為的,其實可以支持第三方的,包括X86我們也在嘗試。我們也希望能夠跟更多的創客一起來提供更多的一些好的開發的體驗環節,包括一些開發的技術單板,提供給開發者使用,希望讓更多人,愛好者也好,開發者也好,能夠開發出更多的應用。
***LiteOS的一個愿景,希望能夠讓智能設備、智能硬件更簡單,能夠提供更多更豐富的硬件的支持,互聯互通協議的連通性,包括安全性,包括工業級的場景的要求。所以我們也歡迎第三方的SV,包括創客,我們有更多的互動。因為隨著華為開發者逐漸的推廣,我們LiteOS的上線,也希望更多的文檔,包括第三方合作伙伴的(24:09),開發硬件,進入社區,也希望得到大家更多的支持。
今天我的演講分享就到這里。
(結束)