鴻蒙系統(OpenHarmony HarmonyOS):面向全場景的分布式操作系統
OpenHarmony是開放原子開源基金會(OpenAtom Foundation)旗下開源項目,定位是一款面向全場景的開源分布式操作系統。OpenHarmony在傳統的單設備系統能力的基礎上,創造性地提出了...
OpenHarmony是開放原子開源基金會(OpenAtom Foundation)旗下開源項目,定位是一款面向全場景的開源分布式操作系統。
OpenHarmony在傳統的單設備系統能力的基礎上,創造性地提出了基于同一套系統能力、適配多種終端形態的理念,支持多種終端設備上運行,第一個版本支持128K~128M設備上運行,歡迎參加開源社區一起持續演進。針對設備開發者,OpenHarmony采用了組件化的設計方案,可以根據設備的資源能力和業務特征進行靈活裁剪,滿足不同形態的終端設備對于操作系統的要求。可運行在百K級別的資源受限設備和穿戴類設備,也可運行在百M級別的智能家用攝像頭/行車記錄儀等相對資源豐富的設備。技術架構
OpenHarmony整體遵從分層設計,從下向上依次為:內核層、系統服務層、框架層和應用層。系統功能按照“系統 > 子系統 > 功能/模塊”逐級展開,在多設備部署場景下,支持根據實際需求裁剪某些非必要的子系統或功能/模塊。OpenHarmony技術架構如下所示。
內核層
- 內核子系統:采用多內核(Linux內核或者LiteOS)設計,支持針對不同資源受限設備選用適合的OS內核。內核抽象層(KAL,Kernel Abstract Layer)通過屏蔽多內核差異,對上層提供基礎的內核能力,包括進程/線程管理、內存管理、文件系統、網絡管理和外設管理等。
- 驅動子系統:驅動框架(HDF)是系統硬件生態開放的基礎,提供統一外設訪問能力和驅動開發、管理框架。
系統服務層
系統服務層是OpenHarmony的核心能力集合,通過框架層對應用程序提供服務。該層包含以下幾個部分:
- 系統基本能力子系統集:為分布式應用在多設備上的運行、調度、遷移等操作提供了基礎能力,由分布式軟總線、分布式數據管理、分布式任務調度、公共基礎庫、多模輸入、圖形、安全、AI等子系統組成。
- 基礎軟件服務子系統集:提供公共的、通用的軟件服務,由事件通知、電話、多媒體、DFX(Design For X) 等子系統組成。
- 增強軟件服務子系統集:提供針對不同設備的、差異化的能力增強型軟件服務,由智慧屏專有業務、穿戴專有業務、IoT專有業務等子系統組成。
- 硬件服務子系統集:提供硬件服務,由位置服務、生物特征識別、穿戴專有硬件服務、IoT專有硬件服務等子系統組成。
根據不同設備形態的部署環境,基礎軟件服務子系統集、增強軟件服務子系統集、硬件服務子系統集內部可以按子系統粒度裁剪,每個子系統內部又可以按功能粒度裁剪。
框架層
框架層為應用開發提供了Java/C/C++/JS等多語言的用戶程序框架和Ability框架,兩種UI框架(包括適用于Java語言的Java UI框架、適用于JS語言的JS UI框架),以及各種軟硬件服務對外開放的多語言框架API。根據系統的組件化裁剪程度,設備支持的API也會有所不同。
應用層
應用層包括系統應用和第三方非系統應用。應用由一個或多個FA(Feature Ability)或PA(Particle Ability)組成。其中,FA有UI界面,提供與用戶交互的能力;而PA無UI界面,提供后臺運行任務的能力以及統一的數據訪問抽象。基于FA/PA開發的應用,能夠實現特定的業務功能,支持跨設備調度與分發,為用戶提供一致、高效的應用體驗。
特點
1、硬件互助,資源共享
主要通過下列模塊達成
分布式軟總線
分布式軟總線是多設備終端的統一基座,為多設備間無縫互聯提供了統一的分布式通信能力,能夠快速發現并連接設備,高效地傳輸任務和數據。
分布式數據管理
分布式數據管理位于基于分布式軟總線之上的能力,實現了應用程序數據和用戶數據的分布式管理。用戶數據不再與單一物理設備綁定,業務邏輯與數據存儲分離,應用跨設備運行時數據無縫銜接,為打造一致、流暢的用戶體驗創造了基礎條件
分布式任務調度
分布式任務調度基于分布式軟總線、分布式數據管理、分布式Profile等技術特性,構建統一的分布式服務管理(發現、同步、注冊、調用)機制,支持對跨設備的應用進行遠程啟動、遠程調用、綁定/解綁、以及遷移等操作,能夠根據不同設備的能力、位置、業務運行狀態、資源使用情況并結合用戶的習慣和意圖,選擇最合適的設備運行分布式任務
設備虛擬化 分布式設備虛擬化平臺可以實現不同設備的資源融合、設備管理、數據處理,將周邊設備作為手機能力的延伸,共同形成一個超級虛擬終端。
2、一次開發,多端部署
OpenHarmony提供用戶程序框架、Ability框架以及UI框架,能夠保證開發的應用在多終端運行時保證一致性。一次開發、多端部署。
- 多終端軟件平臺API具備一致性,確保用戶程序的運行兼容性。 支持在開發過程中預覽終端的能力適配情況(CPU/內存/外設/軟件資源等)。
- 支持根據用戶程序與軟件平臺的兼容性來調度用戶呈現。
3、統一OS,彈性部署
OpenHarmony通過組件化和組件彈性化等設計方法,做到硬件資源的可大可小,在多種終端設備間,按需彈性部署,全面覆蓋了ARM、RISC-V、x86等各種CPU,從百KB到GB級別的RAM。 設備類型
OpenHarmony支持如下幾種設備類型:
輕量系統類設備(參考內存≥128KB)
面向MCU類處理器,例如Arm Cortex-M、RISC-V 32位的設備,資源極其有限,參考內存≥128KB,提供豐富的近距連接能力以及豐富的外設總線訪問能力。典型產品有智能家居領域的聯接類模組、傳感器設備等。聯接類模組通常應用在智能物聯網設備中,負責實現聯接部分的硬件模塊,在智能家居領域由廠家集成到其設備中。例如:聯接類模組提供WLAN/Bluetooth的接入和數據的聯接,模組與廠家家居的芯片通常通過UART或GPIO等總線接口進行通信。
小型系統類設備(參考內存≥1MB)
面向應用處理器,例如Arm Cortex-A的設備,參考內存≥1MB,提供更高的安全能力,提供標準的圖形框架,提供視頻編解碼的多媒體能力。典型產品有智能家居領域的IPCamera、電子貓眼、路由器以及智慧出行域的行車記錄儀等。
標準系統類設備(參考內存≥128MB)
面向應用處理器,例如Arm Cortex-A的設備,參考內存≥128MB,提供增強的交互能力,提供3D GPU以及硬件合成能力,提供更多控件以及動效更豐富的圖形能力,提供完整的應用框架。典型產品有高端的冰箱顯示屏等。
大型系統類設備(參考內存≥1GB)
面向應用處理器,例如Arm Cortex-A的設備,參考內存≥1GB,提供完整的兼容應用框架。典型的產品有智慧屏、智能手表等。
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