物聯網操作系統

前言

　　今天 PC 和手機時代的操作系統霸主未必能在物聯網時代延續霸業。操作系統產業的規律是，當壟斷已經形成，後來者就很難顛覆，只有等待下一次產業浪潮。如今，一個全新的、充滿想像空間的操作系統市場機會正在開啟。

　　如此關鍵的產業環節必然是兵家必爭之地。ARM、Google、微軟、華為、阿里、海爾等國內外著名的 IT 企業紛紛推出物聯網操作系統，整個產業呈現出群雄逐鹿的壯觀景象。傳統的嵌入式系統公司也不甘示弱，紛紛通過開源和並購策略推出面向物聯網軟件平台，比如 Intel、風河、芯科和 Micrium。在一輪新的產業浪潮中，國內創業公司也走在風口浪尖上，他們紛紛推出自己的物聯網操作系統，比如慶科、Ruff 和 RT-thread。

　　回溯物聯網操作系統的發展歷程，2014年是個重要的、標誌性的起點。正是從這一年開始，ARM、Google、微軟等國際巨頭陸續登場，形形色色物聯網操作系統進入我們的視野。

ARM Mbed OS

　　mbed OS 是 ARM 公司專門為 IoT 設計的一個操作系統平台，它支持所有基於 Cortex M 系列的控制器，mbed OS 是開源的操作系統，詳情源代碼請看：https://github.com/ARMmbed/mbed-os，更多介紹請看官網：https://mbed.com。

　　簡單來說，Mbed 是一個開發平台，一個基於 ARM cortex M 系列的單片機開發平台。

　　Mbed 提供 C/C++ SDK，因此使用者可以專注於應用程序的設計，而不用過多關注底層硬件，這使得它用起來有點像 Arduino。

AndroidIoT/Brillo

　　Android Things 是Google為 Google Brillo 更改名稱後的新版系統，後者是Google在2015年宣布的一款物聯網操作系統。盡管 Brillo 的核心是 Android 系統，但是它的開發和部署明顯不同於常規 Android 開發。Brillo 把C++ 作為主要開發環境，而 Android Things 則面向所有 Java 開發者，不管開發者有沒有移動開發經驗。

　　Android Things 整合了物聯網設備通訊平台 Weave，Weave SDK 將嵌入到設備中進行本地和遠程通訊。Weave Server 是用來處理設備註冊、命令傳送、狀態存儲以及與Google助手等Google服務整合的雲服務。

　　從硬件資源的角度來看，Android Things 屬於土豪級的系統，動輒上百 MB 的內存顯然不適合單片機，這也正常，因為它的主要競爭對手其實是 Windows10 IoT。

　　順便說一下Google秘密研發而又眾所周知的 Fuchsia 系統，它沒有基於 Linux 內核，而是基於一種叫 Magenta 的內核，是一種輕量級的內核，適用於嵌入式系統。雖然 Android 占了移動設備端的大半江山，但 Android 仍然存在不少問題，比如：碎片化問題嚴重，在大螢幕設備上表現糟糕，以及被很多用戶詬病的卡頓與體驗問題。雖然卡頓的本質原因是很多無良應用的後台互相喚醒，無節制的權限、內存使用等，但是這也恰恰反映了 Android 的底層架構設計是有瑕疵的。所以Google想著乾脆拋棄 Linux，開發自己的 Fuchsia，同時還避開了 GPL。按照Google的性格，還真不是不可能，看看 Java 和 Kotlin 就知道了。我等碼農只能寄希望於 Fuchsia 能像它的中文名那樣，未來能大紅大紫，造福人類吧。

Windows 10 IoT Core

　　Windows 10 IoT 是面向各種智能設備的 Windows 10 版本系列，涵蓋了從小的行業網關到大的更複雜的設備（如銷售點終端和ATM），種類繁多。結合最新的 Microsoft 開發工具和Azure IoT 服務，合作夥伴可以收集、存儲和處理數據，從而打造可行的商業智能和有效的業務結果。在構建基於Windows 10 IoT 的解決方案後，合作夥伴將在利用一系列 Microsoft 技術提供端到端的解決方案時發現更多機會。

　　由於 Windows 10 for IoT 是全新產品，它在用戶群和經驗豐富的開發者方面顯然落後於其他許多物聯網操作系統。話雖如此，這款操作系統大有潛力，如果你想在內部開發應用程序，更是如此。最終，那些習慣於使用 Visual Studio 和 Azure 物聯網服務，針對 Windows 從事開發工作的人會被整套的 Windows 10 for IoT 方案吸引過去。

WatchOS

　　　說了那麼多巨頭，怎麼少得了蘋果公司呢，蘋果在桌面端有 OS X，在移動端有 iOS。雖然蘋果目前還沒有在物聯網市場扮演重要的角色，但蘋果已利用了其操作系統平台的變種，開發了多款物聯網設備，比如蘋果電視、CarPlay（借助 BlackBerry QNX）和蘋果手表。

Ubuntu Core 16

　　Ubuntu 已經向外界透露了它們對於物聯網的最新想法，那就是讓 Linux 成為讓物聯網更智能和可擴展的核心。Snappy Ubuntu Core 是面向智能設備的最新平台，其承諾可以運行存儲在本地或依賴於雲端的相同軟件。顯然，後者的最大好處就是可以讓使用者避開頻繁的定期升級。

　　Ubuntu Core 團隊意識到，「聯網設備」的數量將會激增。雖然手機和計算機的定期維護和更新已深入人心，但是對於洗衣機、溫控器、以及智能開關來說，大家卻很容易忽略掉它們。

　　此外，在頻發的黑客攻擊面前，聯網設備的安全性也需要慎重考慮。如果沒有最新的安全補丁和固件修復，那麼必將會給聯網設備的使用者留下巨大的隱患。

　　更重要的是，Ubuntu Core 既可以在設備上、也可以依賴雲端而運行。並且無論他們運行於 ARM 或 x86 平台，開發者都會得到相同的 API 和安全更新。

　　截至目前，Ubuntu 母公司Canonical 已經擁有了21家合作夥伴，我們希望這一數字可以在今年迎來更高的增長。

網址：http://www.ubuntu-china.cn/internet-of-things/

鏡像下載：http://releases.ubuntu.com/ubuntu-core/16/

μCLinux

　　μClinux 是一種優秀的嵌入式Linux版本，其全稱為 micro-control Linux，從字面意思看是指微控制 Linux。同標準的 Linux 相比，μClinux 的內核非常小，但是它仍然繼承了 Linux 操作系統的主要特性，包括良好的穩定性和移植性、強大的網路功能、出色的文件系統支持、標準豐富的 API，以及 TCP/IP 網路協議等。因為沒有 MMU 內存管理單元，所以其多任務的做到需要一定技巧。

　　與 Linux 一樣，μClinux操作系統將中斷處理分為兩部分：頂半處理和底半處理。在頂半處理中，必須關中斷運行，且僅進行必要的、非常少、速度快的處理，其他處理交給底半處理；底半處理執行那些複雜、耗時的處理，而且接受中斷。因為系統中存在有許多中斷的底半處理，所以會引起系統中斷處理的延時。

　　μClinux 最大特點在於針對無MMU 處理器設計，可以利用功能強大的 Linux 資源，因此適合開發對事件要求不高的小容量、低成本的各類產品，特別適用於開發與網路應用密切相關的嵌入式設備或者 PDA 設備。

　　下載地址：http://www.uclinux.org/pub/uClinux/ 或者 https://sourceforge.net/projects/uclinux/ 。

QNX

　　QNX是一個分布式、嵌入式、可規模擴展的硬實時操作系統。它遵循POSⅨ.1 (程序接口）和POSⅨ.2 (Shell和工具）、部分遵循POSⅨ.1b（實時擴展）。它誕生於1980年，距今已37年的歷史。

　　QNX是一個微內核實時操作系統，其核心僅提供4種服務：進程調度、進程間通信、底層網路通信和中斷處理，其進程在獨立的地址空間運行。所有其它OS服務，都做到為協作的用戶進程，因此QNX核心非常小巧（QNX4.x大約為12Kb）而且運行速度極快。

　　QNX是業界公認的X86平台上最好的嵌入式實時操作系統之一。它具有獨一無二的微內核實時平台，建立在微內核和完全地址空間保護基礎之上，實時、穩定、可靠，已經完成到PowerPC、MIPS、ARM等內核的移植，成為在國內廣泛應用的嵌入式實時操作系統。雖然QNX本身並不屬於UNIX，但由於其提供了POSIX的支持，使得多數傳統UNIX程序在微量修改(甚至不需修改)後即可在QNX上面編譯與運行。

　　在具有高可靠性內核的基礎上，QNX的創新設計使它同樣具有很高的效率。QNX最為引人註目的地方是，它是UNⅨ的同胞異構體，保持了和UNⅨ的高度相似性，絕大多數UNⅨ或LINUX應用程序可以在QNX下直接編譯生成。這意味著為數眾多的穩定成熟的UNⅨ、LINUX應用可以直接移植到QNX這個更加穩定高效的實時嵌入式平台上來。

TRON

　　TRON 是一項開放式的實時操作系統內核設計項目，它是」The Real-time Operating system Nucleus」（實時操作系統內核）的縮寫。該項目由東京大學的坂村健教授於1984年發起，宗旨是為全社會的需要開發一套理想的計算機結構和網路。

　　擔任日本東京大學（University of Tokyo）教授的坂村一直是個跳脫框架的思想家、大膽敢言，並熱烈支持下一代運算架構；他的大部分學術生命都投入於開發TRON，以及在日本推廣普及、無所不在的運算之概念。坂村表示，他所構想的「智慧物聯網（IntelligentObject Network）」──類似於當紅的物聯網──可追溯至1987年他所開發的TRON目標之一。

　　TRON 在國內的知名度不高，但其實它的應用非常廣，有興趣的可以搜尋相關文章進行了解，比如《TRON 伴隨生活的另一個操作系統世界》。

μT/OS

　　大連悠龍軟件科技有限公司從2008年開始借鑒Google在 Android 上的成功商業模式，以 μT-Kernel 規範為基礎，2009年底在世界上第一個研發出支持 Cortex M3 和 μT-Kernel 規範的實時操作系統內核，後來逐漸加上 Linux 上的成熟輕量級開源中間件，推出了中國人自己的物聯網開源實時操作系統——μTenux，在 μTenux 中遵循 μT-Kernel規範的內核被命名為 μT/OS。μTenux 支持 CortexM0/3/4、ARMV4T、ARMV5E 等多種32位內核微控制器，在2010年和2011年陸續成為ATMEL 和 ARM 公司全球操作系統戰略合作夥伴。

　　近期 uT/OS V3.0 啟動了，支持 ST 全系列 Nucleo 板子，支持STM32 Cube 庫，支持動態下載程序，增加安全 API。

　　Github 地址：https://github.com/TenuxOS。

μCOS-II/μCOS-III

　　相信國內做嵌入式開發的應該都聽過 μCOS，μCOS 在國內的應用也非常廣泛，這得益於其代碼的良好風格和開放性，以及配套的中間件和文檔的完整性，並且在北京麥克泰公司及國內一些嵌入式專家的支持下，出版了很多關於μCOS 的中文書籍。

　　μC/OS-II 的前身是 μC/OS，最早出自於1992 年美國嵌入式系統專家Jean J.Labrosse 在《嵌入式系統編程》雜誌的5月和6月刊上刊登的文章連載，並把 μC/OS的源碼發布在該雜誌的 BBS 上。μC/OS-II 是在μC-OS 的基礎上發展起來的，是用 C 語言編寫的一個結構小巧、搶占式的多任務實時內核。μC/OS-II 能管理 64 個任務，並提供任務調度與管理、內存管理、任務間同步與通信、時間管理和中斷服務等功能，具有執行效率高、占用空間小、實時性能優良和可擴展性強等特點。

　　μC/OS-II 中斷處理比較簡單。一個中斷向量上只能掛一個中斷服務子程序 ISR，而且用戶代碼必須都在 ISR 中完成。ISR 需要做的事情越多，中斷延時也就越長，內核所能支持的最大嵌套深度為 255。

　　Micrium 宣布在它的嵌入式產品中增加 μC/OS-MMU 和μC/OS-MPU 兩款產品。這兩種產品增加了嵌入式系統中的關鍵內存函數。μC/OS-MMU 通過為多個獨立的應用提供時間和空間的保護，為帶有內存管理單元（MMU）的中央處理器提供了內存保護功能。μC/OS-MPU通過保護任務的內存防止對未被授權的系統內存的訪問，破壞內存的內容，為帶有內存保護單元的CPU提供了保護機制。

　　關於 μCOS-II 和 μCOS-III的區別和性能對比，可以搜尋相關文章進行了解，比如《UCOS-II和UCOS-III的性能對比》。

　　2016 年，為了強化自身嵌入式物聯網設計方案，Silicon Labs 宣布收購物聯網（IoT）即時操作系統（RTOS）軟件供應商Micrium，來增進物聯網嵌入式解決方案的完整性。

FreeRTOS

　　FreeRTOS 是一個迷你的實時操作系統內核。作為一個輕量級的操作系統，功能包括：任務管理、時間管理、信號量、消息隊列、內存管理、記錄功能、軟件定時器、協程等，可基本滿足較小系統的需要。

　　FreeRTOS 的特點包括：

用戶可配置內核功能

多平台的支持

提供一個高層次的信任代碼的完整性

目標代碼小，簡單易用

遵循MISRA-C標準的編程規範

強大的執行跟蹤功能

堆棧溢出檢測

沒有限制的任務數量

沒有限制的任務優先級

多個任務可以分配相同的優先權

隊列，二進制信號量，計數信號燈和遞歸通信和同步的任務

優先級繼承

免費開源的源代碼

FreeRTOS 的創始人是Richard Barry，他編寫了大量的移植代碼和配套文檔，我們可以從 FreeRTOS 官網（www.freertos.org）獲取相關的學習資料和源代碼。

　　SafeRTOS 便是基於FreeRTOS 而來，前者是經過安全認證的 RTOS，因此對於 FreeRTOS 的安全性也有了信心。

RT-Thread（國產）

　　RT-Thread 是一個集實時操作系統（RTOS）內核、中間件組件和開發者社區於一體的技術平台，由熊譜翔先生帶領並集合開源社區力量開發而成，RT-Thread 也是一個組件完整豐富、高度可伸縮、簡易開發、超低功耗、高安全性的物聯網操作系統。RT-Thread 具備一個 IoT OS 平台所需的所有關鍵組件，例如 GUI、網路協議棧、安全傳輸、低功耗組件等等。經過11年的累積發展，RT-Thread 已經擁有一個國內最大的嵌入式開源社區，同時被廣泛應用於能源、車載、醫療、消費電子等多個行業，累積裝機量超過兩千萬台，成為國人自主開發、國內最成熟穩定和裝機量最大的開源 RTOS。

　　RT-Thread 擁有良好的軟件生態，支持市面上所有主流的編譯工具如 GCC、Keil、IAR等，工具鏈完善、友好，支持各類標準接口，如 POSIX、CMSIS、C++ 應用環境、Javascript 執行環境等，方便開發者移植各類應用程序。商用支持所有主流 MCU 架構，如 ARM Cortex-M/R/A, MIPS, X86, Xtensa, C-Sky, RISC-V，幾乎支持市場上所有主流的 MCU 和 Wi-Fi 晶片。

　　RT-Thread 實時操作系統遵循GPLv2+ 許可證，實時操作系統內核及所有開源組件可以免費在商業產品中使用，不需要公布應用程序源碼，沒有潛在商業風險。

　　官方網站：http://www.rt-thread.org/

Nucleus OS

　　Nucleus 是為實時嵌入式應用而設計的一個搶先式多任務操作系統內核，其95%的代碼是用 ANSIC 寫成的，因此非常便於移植並能夠支持大多數類型的處理器。從做到角度來看，NucleusPLUS 是一組 C 函數庫，應用程序代碼與核心函數庫連接在一起，生成一個目標代碼，下載到目標板的 RAM 中或直接燒錄到目標板的 ROM 中執行。

　　Nucleus 是 MentorGraphics 公司開發的一種嵌入式操作系統。這家公司聲稱，其軟件目前在30多億個設備上運行，這是個相當龐大的安裝群。該操作系統為眾多嵌入式架構提供了有力的支持，在汽車、醫療、公用事業、工業和消費類電子產品等行業垂直領域大受歡迎。共享單車 Bluegogo 用的就是 Nucleus OS。

　官網地址：https://www.mentor.com/embedded-software/nucleus/

NuttX

　　NuttX 是一個實時嵌入式操作系統（Embedded RTOS），它很小巧，在微控制器環境中使用。Nuttx完全可擴展，可從從小型（8位）至中型嵌入式（32位）系統。它的設計目的還在於完全符合POSIX標準，完全實時，並完全開放。

　　NuttX 的第一個版本由Gregory Nutt 於 2007 年在寬鬆的 BSD 許可證下發布。

　　我是在四軸飛行器的論壇上第一次聽到 NuttX 的，NuttX 支持 Allwinner、Atmel、Freescale、MicroChip、nuvoTon、NXP、Hitachi、STMicroelectronics、Texas Instruments 等多款微控制器和板卡，對文件系統和網路有良好的支持，還提供一個類似 bash 的 shell。

　　官方網站：http://www.nuttx.org

　　Wiki：http://www.nuttx.org/doku.php?id=wiki

　　下載：http://sourceforge.net/projects/nuttx

SylixOS

　　SylixOS 是一款嵌入式硬實時操作系統，同其類似的操作系統，全球比較知名的還有 VxWorks（主要應用於航空太空、軍事與工業自動化領域）、RTEMS（起源於美國國防部導彈與火箭控制實時系統）、ThreadX（主要應用於航空太空與數位通訊）等。

　　從全球範圍上看，SylixOS 作為實時操作系統的後來者，在設計思路上借鑒了眾多實時操作系統的設計思想，其中就包括 RTEMS、VxWorks、ThreadX等，使得具體性能參數上達到或超過了眾多實時操作系統的水平，成為國內實時操作系統的最優秀代表之一。

　　SylixOS 的主要特點有：

兼容IEEE 1003（ISO/IEC9945）操作系統接口規範

兼容POSIX 1003.1b（ISO/IEC9945-1）實時編程的標準

優秀的實時性能（任務調度與切換、中斷響應算法都是O(1)時間複雜度算法）

支持無限多任務

支持進程、線程、協程三種多任務模型

支持優先級繼承，防止優先級翻轉

極其穩定的內核，內核CPU占用率低

支持緊耦合同構多處理器（SMP）

支持標準I/O、多路I/O復用與異步I/O接口

支持多種新型異步事件同步化接口，例如：signalfd、timerfd、hstimerfd、eventfd等

支持眾多標準文件系統：FAT、YAFFS、ROOTFS、PROCFS、NFS、ROMFS等

支持文件記錄鎖，可為各種類型實時數據庫提供支持（SQL、NoSQL、In-Mem DB）

支持動態應用程序裝載、動態鏈接庫以及內核模塊

支持標準TCP/IPv4/v6雙網路協議棧

支持AF_UNIX、AF_PACKET、AF_INET、AF_INET6協議域

集成眾多網路工具，例如：FTP、TFTP、NAT、PING、TELNET、NFS等

支持眾多標準設備抽象，如：TTY、BLOCK、DMA、ATA、GRAPH、RTC、PIPE等

支持多種工業設備或總線模型，如：CAN、I2C、SPI、USB、PCI、SDIO等

提供內核行為跟蹤器方便調試

可支持眾多圖形界面系統，例如：Qt、ftk、ucGUI等

　　官方網站：http://www.sylixos.com/

　　代碼下載：http://git.sylixos.com/cgit/

　　相關文檔：http://wiki.sylixos.com/

liteOS

　　華為物聯網操作系統 Huawei LiteOS 是華為面向物聯網領域開發的一個基於實時內核的輕量級操作系統。本項目屬於華為物聯網操作系統 Huawei LiteOS 基礎內核源碼，現有代碼支持任務調度，內存管理，中斷機制，隊列管理，事件管理，IPC機制，時間管理，軟定時器以及雙向鏈表等常用數據結構。

　　Huawei LiteOS 的代碼將以 BSD 3-Clause License，除非華為另選其他許可證（「可適用的許可證」）。接收者可以訪問 http://opensource.org/licenses/BSD-3-Clause 查看該許可證的詳細內容。

　　Lite OS 目前世界上最輕量級的物聯網操作系統，其系統體積輕巧到10KB級，具備零配置、自組網、跨平台的能力，可廣泛應用於智能家居、穿戴式、工業等領域。由於 LiteOS 實行開源，合作夥伴便可以快速構建自己的物聯網產品，這將讓智能硬件的開發變得更加簡單，從而加快做到萬物的互聯互通。Lite OS 的模式與牛津大學研究人員發明的 Contiki 系統、加州大學伯克利分校發明的 TinyOS 相似，同樣具備輕量化、開源的特性。

　　LiteOS 操作系統具有能耗最低，體積最小、響應最快的特點，已推出全開放開源社區，提供晶片、模塊和開源硬件板，如海思的 PLC 晶片 HCT3911、媒體晶片3798M/C、IPCamera 晶片 Hi3516A，以及 LTE-M 晶片等（開發者也可以選擇第三方晶片，如STM32等）。

　　LiteOS 主要應用於智能家居、穿戴式、車聯網、智能抄表、工業互聯網等 IoT 領域的智能硬件上，數據采集、實時控制等是其典型使用環境。

　 Huawei LiteOS 快速入門：http://developer.huawei.com/ict/cn/site-iot/article/liteos-start/

　　代碼下載：https://github.com/LITEOS/LiteOS_Kernel

AliOS/YunOS

　　據了解，新的阿里巴巴操作系統事業部將在 IoT 領域持續增加投入，面向汽車、IoT 終端、IoT 晶片和工業領域研發物聯網操作系統，並整合原 YunOS 移動端業務。過去的 YunOS 即進化為 AliOS。

　　YunOS 基於 Linux 研發，搭載自主研發的核心操作系統功能和組件，支持 HTML5 生態和獨創的 CloudCard 應用環境，增強了雲端服務能力。

　　針對此次操作系統升級，阿里內部人士表示，此輪動作主要是為整體品牌升級。之前互聯網汽車業務、物聯網業務、手機業務等都各有叫法，現在統一為 AliOS，同時明確重點，整合原有 YunOS移 動端業務，定位物聯網操作系統，重點研發汽車操作系統、IoT 等領域。

　　阿里巴巴集團資深副總裁、AliOS 總裁胡曉明則表示：「阿里集團將持續深耕汽車操作系統領域，攜手斑馬網路和更多汽車全產業鏈的合作夥伴，共同推動汽車行業的智能化轉型。今天，不智能的手機已經成了古董。未來，不智能的汽車也將成為古董。汽車是 AliOS 驅動萬物智能的開始，我們將定義一個不同於 PC 和移動時代的物聯網操作系統。」

　　前不久，阿里巴巴也兌現了承諾，將AliOS-Things 開放出來了，github 地址：https://github.com/alibaba/AliOS-Things

MiCO

　　MiCO IoT OS 由上海慶科聯合阿里智能雲於2014年7月發布，是國內首款真正意義上的物聯網操作系統。簡單的說它是基於 MCU 的全實時物聯網操作系統，是面向智能硬件設計、運行在微控制器上的高度可移植的操作系統和中間件開發平台，已被廣泛應用於智能家電、照明、醫療、安防、娛樂等物聯網應用市場。

　　MiCO 的全稱是：Micro-controllerbased Internet Connectivity Operating system。是基於微控制器的互聯網接入操作系統。 開發者可以在各種微控制器平台上基於 MiCO 來設計接入互聯網的創新智能產品，做到人，物互聯。

　　MiCO 是針對智能硬件優化設計而運行在微控制器上高度可移植的實時操作系統，包含了各種軟件中間件，從而降低智能硬件開發成本，提高開發效率是國內首款物聯網操作系統。MiCO 擁有完整的解決方案，包括了建議的無線網路配置、智能硬件的初次設置、快速無線網路接入、本地設備與服務發現、身份認證等組件。這些都能夠降低研發投入和維護的成本，縮短研發周期。

　　MiCO 物聯網工程師開發服務平台：http://mico.io/

Ruff

　　Ruff 是一個支持JavaScript 開發應用的物聯網操作系統，為軟件開發者提供開放、高效、敏捷的物聯網應用開發平台，讓IoT 應用開發更簡單。

　　Ruff 對硬件進行了抽象，使用了基於事件驅動、異步 I/O 的模型，使硬件開發變得輕量而且高效。除了使用 JavaScript 作為開發語言，它還擁有自己的軟件倉庫，從模塊到驅動一應俱全。提高軟件兼容性、降低硬件開發門檻。

　　整個 Ruff 開發體系包括Ruff OS、Ruff SDK、Ruff 軟件倉庫、Ruff Kit 開發套件。 只要您有軟件開發經驗，就可以用 Ruff 開發硬件應用。

　　Ruff 的特點有：

JavaScript 編程——採用開發者眾多的唯一全棧語言作為編程語言

硬件抽象——調用程序庫即可操作硬件，降低開發入門門檻

跨平台——忽略板卡差異，同一份應用代碼可以運行在不同板卡上

高效便捷開發——告別交叉編譯、燒寫板卡，PC 上完成測試，一鍵部署

官方網站：https://ruff.io/zh-cn/

Zephyr

　　 Linux 基金會宣布了一個微內核項目——Zephyr，由 Intel 主導， 風河提供技術。Zephyr 微內核將被用於開發針對物聯網設備的實時操作系統（RTOS）。Zephyr 項目得到了英特爾、 NXP 半導體、Synopsys 和 UbiquiOS 等公司的支持，英特爾子公司 Wind River 向 Zephyr 項目捐贈了它的 Rocket RTOS 內核。

　　Wind River 的Rocket RTOS 將轉變成基於 Zephyr 內核的下遊商業發行版。Zephyr 微內核能運行在只有 10KB RAM 的32位微控制器上，相比之下基於Linux的微控制器項目 uClinux 需要200KB RAM。

　　Zephyr 項目在設備和通信協議棧的兩個層次提供安全特性，除此之外，社區也對安全問題嚴肅看待，計劃成立專門安全工作組並委派一位安全維護者。

　　官方網站：https://www.zephyrproject.org/

Ostro

　　Ostro 操作系統是特別為物聯網建造的操作系統，開發者可以馬上用，節省了很多時間，功能也非常完善，包括覆蓋全面的連接標準，支持包含藍牙、WiFi 和 NFC 等連接方式，並且支持多種如 IoTivity 的設備對設備互聯互通標準;包含安全啟動、強制訪問控制、加密標準和軟件安全更新協議等安全措施;先進的設備管理以及直觀的開發工具。

　　是一套基於 Linux 並且為物聯網智能設備特別量身訂做的開源操作系統，它可以為任意數量的物聯網使用案例特別定制功能，包含 Linux 參考設計、軟件包安裝和管理機制。除此之外，它的開發工具可以讓設備上的連接潛力擴展到最大。Ostro 項目不但提供管理眾多設備的工具，最重要的是，它能保障物聯網世界安全無虞。

　　Ostro 操作系統的適應性非常強，既可直接用於受支持的設備，也可以按照需求進行定制，而且開發環境提供了多種語言選擇（Native (C/C++) 和 Node.js），可以輕鬆找到新設備的驅動程序，並充分利用 Linux 社區的所有資源。最後，它還提供了從引導/內核到中間件和應用的自上而下的安全性選項。

　　Ostro 操作系統包含易用的工具，讓開發和原型製作都變得容易。它利用 Yocto 項目的工具組環境來進行操作系統和應用包的配置，開發者可以先創建出一個理想的配置再根據需求修改。當使用基於 Linux 的開發工具時，對於既有的 Linux 和安卓開發者，完全不需要額外的學習過程，開發者可以直接用交互編譯工具來生成程序。

　　官方網站：https://ostroproject.org/

TinyOS

　　Tiny OS 是 UCBerkeley（加州大學伯克利分校）開發的開放源代碼操作系統，專為嵌入式無線傳感網路設計，操作系統基於構件（component-based）的架構使得快速的更新成為可能，而這又減小了受傳感網路存儲器限制的代碼長度。Tiny OS 是一個具備較高專業性，專門為低功耗無線設備設計的操作系統，主要應用於傳感器網路、普適計算、個人局域網、智能家居和智能測量等領域。

　　Tiny OS的如下特性決定了其在傳感器網路中的廣泛應用，使其在物聯網中占據了舉足輕重的地位。

相對於主流操作系統成百上千MB的龐大體積來說，Tiny

OS顯得十分迷你，只需要幾KB的內存空間和幾十KB的編碼空間就可以運行的起來，而且功耗較低，特別適合傳感器這種受內存、功耗限制的設備。

Tiny

OS本身提供了一系列的組件，包括：網路協議、分布式服務器、傳感器驅動及數據識別工具等，使用者可以通過簡單方便的編制程序將多個組件連接起來，用來獲取和處理傳感器的數據並通過無線電來傳輸信息。

Tiny OS在構建無線傳感器網路時，通過一個基地控制台控制各個傳感器子節點，聚集和處理各子節點采集到的信息。Tiny

OS只要在控制台發出管理信息，然後由各個節點通過無線網路互相傳遞，最後達到協同一致的目的。

更多請看：http://tinyos.stanford.edu/tinyos-wiki/index.php/Main_Page

eCOS（GNU）

　　eCos（embeddedConfigurable operating system），中文翻譯為嵌入式可配置操作系統或嵌入式可配置實時操作系統。適合於深度嵌入式應用，主要應用對象包括消費電子、電信、車載設備、手持設備以及其他一些低成本和便攜式應用。eCos 是一種開放源代碼軟件，無需支付任何版稅。

　　它是一個源代碼開放的可配置、可移植、面向深度嵌入式應用的實時操作系統。最大特點是配置靈活，採用模塊化設計，核心部分由小同的組件構成，包括內核、C語言庫和底層運行包等。每個組件可提供大量的配置選項（實時內核也可作為可選配置），使用eCos 提供的配置工具可以很方便地配置，並通過不同的配置使得eCos能夠滿足不同的嵌入式應用要求。

　　eCos 使用了分層式中斷處理機制，把中斷處理分為傳統的 ISR 和滯後中斷服務程序 DSR。類似於 μClinux 的處理機制，這種機制可以在中斷允許時運行 DSR，因此在處理較低優先級中斷時允許高優先級的中斷和處理。為了極大地縮短中斷延時，ISR 應當可以快速運行。如果中斷引起的服務量少，則 ISR 可以單獨處理中斷；如果中斷服務複雜，則 ISR 只屏蔽中斷源，然後交由 DSR 處理。

　　官方網站：http://ecos.sourceware.org/

Contiki

　　Contiki 系統的名字來自於索爾·海爾達爾的康提基號，由牛津大學研究人員發明。

　　Contiki 是一個適用於有內存的嵌入式系統的開源的、高可移植的、支持網路的多任務操作系統。包括一個多任務核心、TCP/IP 堆棧、程序集以及低能耗的無線通訊堆棧。Contiki 採用 C 語言開發的非常小型的嵌入式操作系統，運行只需要幾K的內存。

　　Contiki 擁有出色的TCP/IP 網路支持，包括IPv4和IPv6，還有 6Lowpan 報文壓縮、RPL路由、CoAP應用層，已經成為無線傳感器網路和物聯網感知層低功耗無線組網協議研發和實驗的主要平台，其中6Lowpan已經成為IETF規範，也被zigbeeSEP2.0標準以及ISA100.11a標準所采納。