自動自治系統(tǒng)所需的嵌入式操作系統(tǒng)的特點

EEPW：貴公司關(guān)注哪類智能物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用?其發(fā)展方向是什么？

Matt Jones： 人工智能(AI)是一個相對較新的術(shù)語，而風(fēng)河在相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展擁有更久遠(yuǎn)的歷史。如果我們回想人工智能在互連設(shè)備中的最初應(yīng)用，那么就會發(fā)現(xiàn)其中有許多情況是為原本由人工控制的系統(tǒng)增添自動自治性。例如先進的自動駕駛無人機、車輛中的自動駕駛員輔助功能，甚至自動化工廠里的機器人。這些自動自治系統(tǒng)依然還是會與人類協(xié)同工作，因此對他們對于操作人員是否安全就至關(guān)重要。同時，這些設(shè)備和系統(tǒng)相互連接，其中也存在相關(guān)的安全風(fēng)險。重要的是應(yīng)該注意到，您或許可以不對自己的設(shè)備進行安全防護，但絕不能讓自己的設(shè)備危及其他設(shè)備的安全。

這些互連起來的自動自治系統(tǒng)非常復(fù)雜，并且需要一個智能系統(tǒng)平臺來實現(xiàn)從云端到邊緣設(shè)備的全面覆蓋。對于設(shè)備來說，需要具有保證性能的實時操作系統(tǒng)（RTOS）和AI / ML算法，而這些算法大多數(shù)都依賴于Linux系統(tǒng)。應(yīng)用場景和需求遍及整個系統(tǒng)的各個角落。例如，系統(tǒng)可能需要在云端和邊緣設(shè)備同時運行容器化應(yīng)用，還可能需要跨越多個設(shè)備上的RTOS和Linux提供AI / ML框架。風(fēng)河公司的特色優(yōu)勢就是可以提供完整的成套軟件及其全面的軟件產(chǎn)品組合。

基于Yocto的Wind River Linux是市場領(lǐng)先的嵌入式Linux發(fā)行版本。風(fēng)河是Yocto計劃的最大貢獻者。為了確保這項計劃的順利拓展，我們每天對Linux進行超過3000次的Build，每晚運行超過12,000次測試，并且每個版本都進行了超過140,000個完整的測試集?，F(xiàn)在，我們通過連續(xù)交付模型（Continuous Delivery Model）每3周公開發(fā)布一次。Wind River Linux還支持容器，從而使應(yīng)用軟件從云端分發(fā)并部署在邊緣設(shè)備上運行。

VxWorks是市場領(lǐng)先的安全關(guān)鍵型RTOS，獲得了500多項認(rèn)證，部署的設(shè)備超過20億。

Wind River Linux和VxWorks以及Wind River Hypervisor為設(shè)備賦予了生命力，同時我們還支持一系列AI / ML框架。如果您訪問： https://labs.windriver.com ，您會看到我們在整個嵌入式平臺上運行的ROS2（機器人操作系統(tǒng)）和Tensorflow的示例。

做為進一步的完善，我們推出了Wind River Cloud Platform。這個平臺的基礎(chǔ)是我們贊助的開源項目StarlingX，采用了包括Kubernetes和Docker在內(nèi)的一系列云技術(shù)，并針對我們的低延遲Linux發(fā)行版對其進行了優(yōu)化。這個平臺支持將云技術(shù)擴展到網(wǎng)絡(luò)邊緣，例如5G移動發(fā)射塔以及更大的范圍。

風(fēng)河擁有完整的智能系統(tǒng)平臺，這就使我們的客戶能夠比以往更快地開發(fā)、模擬和部署其互連自治系統(tǒng)。

風(fēng)河首席系統(tǒng)架構(gòu)師 Matt Jones

EEPW： 這對客戶的開發(fā)帶來了哪些挑戰(zhàn)?

Matt Jones： 對于任何關(guān)鍵任務(wù)系統(tǒng)或互連系統(tǒng)來說，安全性始終都是至關(guān)重要的。以前，客戶或許可以寄望于開發(fā)一種產(chǎn)品并將其部署到市場上而很多年而不做更新。但在互聯(lián)環(huán)境中，這會存在巨大的安全問題。

風(fēng)河所承擔(dān)的使命是消除客戶的痛點，并幫助他們提高生產(chǎn)力。就以Wind River Linux為例，我們?yōu)榭蛻籼峁┝瞬煌陌姹灸Ｊ?，以確保他們始終擁有最新的安全補丁。我們提供LTS（長期支持）版本，這些版本不會更改Linux內(nèi)核，但是會提供后向端口補丁以應(yīng)付已發(fā)現(xiàn)的CVE（常見漏洞和披露）。我們還有新的Wind River Linux CD版本，每三周發(fā)布一次。

補丁是客戶挑戰(zhàn)的一個方面。交付補丁是另一個關(guān)鍵步驟。風(fēng)河不相信存在某種神奇的軟件更新方法。我們認(rèn)為，最佳的方法是提供并融合多種技術(shù)以適應(yīng)客戶系統(tǒng)。

風(fēng)河提供了Wind River Edge Sync這個產(chǎn)品，可針對設(shè)備以及連接到該設(shè)備的其他設(shè)備啟動軟件或固件更新，例如互聯(lián)網(wǎng)中的自動駕駛汽車具備遠(yuǎn)程信息處理網(wǎng)關(guān)，然后連接到汽車內(nèi)部的多個ECU（電子控制單元）。我們還在Wind River Linux中支持OStree方法，并通過對StarlingX、Kubernetes和Docker技術(shù)的增強、支持和管理，使Wind River Cloud Platform具備了完整的服務(wù)器和容器編排能力。所有這些技術(shù)都使安全性和功能更新的部署比以往更加快速。

面向下一代安全性需求，Wind River最近收購了Linux網(wǎng)絡(luò)安全公司Star Lab，由此擁有了一系列關(guān)鍵技術(shù)，例如可以實現(xiàn)安全型hypervisor、虛擬機、容器和密鑰管理。

EEPW：您對當(dāng)前一些熱點話題的看法？

Matt Jones： 物聯(lián)網(wǎng)邊緣開發(fā)涉及快速的大規(guī)模測試、調(diào)試和仿真。這種規(guī)模在十年前對人們就算是做夢都難以想象！風(fēng)河公司在整個SDLC（軟件開發(fā)生命周期）中專注于提升開發(fā)人員生產(chǎn)力，我們提供了加速解決方案。我們僅僅以仿真和驗證這個環(huán)境為例做個說明。Wind River Simics產(chǎn)品可以在工作站、服務(wù)器上運行，甚至可以在云計算環(huán)境中大規(guī)模地進行容器化，提供了CPU以及BSP（板級支持包）或其他任何組件中各種情況的完整芯片級仿真。這使我們的客戶幾乎可以立即在云平臺上模擬十個、數(shù)百個或數(shù)千個設(shè)備。這不僅降低了購買測試資產(chǎn)的成本，而且還提供了寶貴的時間來抓住市場機會。

EEPW：如何跟上機器學(xué)習(xí)和邊緣AI的創(chuàng)新步伐？

Matt Jones： 許多ML和AI框架都是開源的，并且基于開源社區(qū)而發(fā)展。換句話說，它們不受當(dāng)今嵌入式環(huán)境中硬件發(fā)展節(jié)奏的束縛。嵌入式應(yīng)用軟件開發(fā)人員進入該領(lǐng)域的真正挑戰(zhàn)是如何跟上社區(qū)前進的步伐，并堅持開源這條主線”。我們通過Wind River Labs （ https://labs.windriver.com ）向全世界展示這種方法的運行機制。如果您來到這個網(wǎng)站，就會看到Tensorflow、ROS2甚至AWS、Azure和Google Cloud的物聯(lián)網(wǎng)邊緣客戶端示例。

從客戶的角度來看，風(fēng)河公司的專業(yè)服務(wù)（Wind River Professional Services）始終都是取得幫助的有效資源，支持客戶在任何框架上保持處于最新狀態(tài)，正如我們的客戶對整個Wind River Linux所開展的工作那樣。

EEPW：您認(rèn)為8位、16位MCU和RISC-V MCU有哪些機會？

Matt Jones：有許多尺寸和規(guī)模的芯片可用于各個垂直行業(yè)和各種應(yīng)用場景。風(fēng)河通過我們的產(chǎn)品支持?jǐn)?shù)百種BSP。隨著每次客戶的參與，都有更多的BSP出現(xiàn)。明確地講，這既不是挑戰(zhàn)，也不是真正的客戶痛點。真正的挑戰(zhàn)是鼓勵每個開發(fā)人員認(rèn)識到代碼重用至關(guān)重要，并且現(xiàn)在以及未來幾年，代碼將在多種不同品牌和型號的芯片上重用。

當(dāng)風(fēng)河內(nèi)部開發(fā)人員進行編碼時，他們不會針對單個BSP或單個項目進行。我們只編寫一次代碼，而我們的系統(tǒng)允許這些代碼同時在數(shù)百個BSP上構(gòu)建、模擬和驗證。這使我們的開發(fā)人員可以立即了解每一步更改將會如何影響現(xiàn)場中已經(jīng)部署的設(shè)備、正在進行的試驗，甚至是尚未做出芯片的設(shè)備，并提前通過數(shù)字孿生Simics模型進行驗證。

我們正在與核心客戶合作，以幫助他們以完全相同的方式抓住這些機會。

EEPW：未來芯片的競爭焦點將會從單純的產(chǎn)品性能提升，轉(zhuǎn)移到面向應(yīng)用的平臺化上嗎？ 

Matt Jones： 風(fēng)河公司的戰(zhàn)略是使嵌入式行業(yè)的所有各方都能將其安全可靠的應(yīng)用軟件盡可能高效地推向市場。我們與芯片供應(yīng)商、開源社區(qū)、第三方軟件供應(yīng)商、一級供應(yīng)商和OEM合作。我們的目標(biāo)是將軟件與通用平臺和工具粘合在一起，以便簡化跨智能平臺軟件從云到設(shè)備的復(fù)雜集成。

我們已經(jīng)看到典型的SOC（片上系統(tǒng)）中的處理器內(nèi)核數(shù)量持續(xù)增加，并且在相同的SOC上看到了異構(gòu)內(nèi)核或多種類型。如果可以相信一些傳言，那么我們將在某些未來的芯片上看到許多內(nèi)核中甚至包括一系列可以重新編程的加速器。有時我略帶夸張地將其描述為片上數(shù)據(jù)中心。風(fēng)河已經(jīng)可以為數(shù)據(jù)中心提供所有軟件了。借助Wind River Cloud Platform、Wind River Linux、Wind River Hypervisor和Star Lab產(chǎn)品，憑借我們在VxWorks RTOS上的經(jīng)驗以及當(dāng)今芯片上的異構(gòu)環(huán)境，我們擁有的技術(shù)可以將嵌入式操作系統(tǒng)和內(nèi)核性能提高到您在數(shù)據(jù)中心都無法想象的程度。

風(fēng)河所提供的關(guān)鍵價值是消除開發(fā)人員/客戶的復(fù)雜性。簡化平臺配置，使我們的客戶比以往任何時候都可以投入更多資源用于創(chuàng)建應(yīng)用軟件，而非維護開發(fā)工具。甚至對于來自其他領(lǐng)域的應(yīng)用軟件進行移植也比以往任何時候都更簡單—— VxWorks已經(jīng)支持現(xiàn)代化的編譯器（LLVM）并支持現(xiàn)代化的編程語言和庫，例如C ++ 17，Boost，Python和Rust。