華為6月2日正式發布的鴻蒙系統無疑占據了最近熱點話題的C位,雖然不全是贊美的聲音,但這種努力打破美國壟斷,挑戰谷歌、蘋果在移動操作系統上壟斷地位的嘗試必將成為中國 科技 史上的里程碑事件。
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本期的智能內參,我們推薦興業證券的報告《華為鴻蒙深度研究》, 從鴻蒙系統的產生背景、開源技術細節和產業鏈生態圈全面解析鴻蒙系統。
原標題:
《華為鴻蒙深度研究》
作者: 未注明
鴻蒙產生的時代背景,總體來說有六個:
1、數字化的時代背景:數字化新時代的到來需要新的操作系統;
2、IoT 與 5G:5G物聯網時代的到來對操作系統提出了新的要求;
3、中國面臨“卡脖子”的挑戰:獨立自主的研發操作系統是迫切的需求;
4、人工智能的興起:AIoT場景天然要求多設備智能協同,需要一個適用于各類型機器的操作系統;
5、大數據與云計算:TB、PB級的大數據需要一個能夠提供多機互聯的操作系統;
6、全球信息安全面臨挑戰:網絡安全威脅呈現多元化、復雜化、頻發高發趨勢,需要一個足夠安全的系統進行保障。
到鴻蒙的出現,操作系統已經經歷了四代:分別是Unix、Windows/Mac/Linux、iOS/Android和鴻蒙/Fuchsia。
Fuchsia是由Google自主開發的基于Zircon微內核的開源系統,它可以運行在手機、電腦、智能家電等硬件產品上。
谷歌公司對Fuchsia的預期發展是讓它取代Android和 Chrome OS ,統一兩者成為一個操作系統。
和安卓相比,鴻蒙與安卓都是基于Linux開發,安卓是基于宏內核結構設計,而鴻蒙是基于微內核結構設計。鴻蒙系統使用C和C++編寫,不需要虛擬機這一中間過程,因此運行效率更高。
和iOS相比,iOS和鴻蒙都是致力于萬物互聯的操作系統,iOS底層是基于Unix的,并且是閉源的,鴻蒙是基于Lmux的, 是開源的。
全球操作系統格局
2012年,華為出于對谷歌如果對其斷供就會難以維持生產的顧忌,開始布局自有分布式操作系統。
2019年5月15日,華為被列入了所謂“實體清單”,谷歌Android 服務GMS對華為禁供。
5G迅猛發展,物聯網時代來臨,多年前的布局使華為抓住了最佳的發展時期。
鴻蒙發展 歷史
總體來說,鴻蒙的技術現階段優勢在于開放,但劣勢是生態。系統在分布式部署、時延和流暢性等方面具有優勢,但最大短板生態。
構建一個成熟的生態是鴻蒙能否生存下去并取得勝利的關鍵所在。
技術上,鴻蒙系統使用微內核架構。內核是操作系統內最基礎的構件,因此內核的設計對于操作系統的外部特性也有著至關重要的影響。
常見內核結構可以分為宏內核、微內核、混合內核、外內核等。
微內核是較新內核結構,但是它擁有著眾多宏內核不具有的優良特性,吸引了很多研究者。
微內核與宏內核對比
微內核架構包含兩類組件:核心系統和插件模塊。核心系統負責通用功能,不因為業務的變化而變化。
插件模塊負責實現具體的業務,可以根據業務的變化而改動和擴展。
微內核架構模式可以將其他應用程序的功能作為插件添加到核心應用程序,從而提供應用的可擴展性、功能分離性和獨立性。
微內核架構通常具有以下特征:整體敏捷度高、易部署、可測性高、功能表現優秀、可擴展性強和不易開發。
鴻蒙系統設計
鴻蒙架構的另一個很大優勢是依靠分布式軟總線、分布式設備虛擬化、分布式數據管理、分布式任務調度等技術,可以實現多種類、多數量的設備之間硬件的互助和資源共享。
分布式數據管理
分布式軟總線
分布式設備虛擬化
鴻蒙系統設計初衷是為滿足全場景智慧體驗的高標準鏈接要求,可適配手機、平板、電視、智能 汽車 、可穿戴設備等廣泛的終端設備, 將在未來萬物互聯的智能 社會 中打造下一代操作系統。
鴻蒙當前和未來架構
在技術特性上,鴻蒙有著 一次開發,多端部署 的特點。
在鴻蒙OS的框架層提供了用戶程序框架、Ability框架和UI框架。它們可以支持多終端設備業務邏輯和界面邏輯的復用,這樣應用跨設備的開發效率也就得到了提框架層升。
另一個特點是 統一OS,彈性部署 。鴻蒙os通過組件化和小型化的設計方法,使得針對各種類型的設備可以按需求選擇合適的部署方案。
鴻蒙支持多種組件配置方案:1、支持各組件的選擇,組件并不是必須被部署,可以按照需要選擇合適的部件;
2、支持組件內功能集的配置,可以按照需求選擇性的給組件配置功能集;
3、支持組件內功能集的配置,可以按照需求選擇性的給組件配置功能集。
除了微內核,鴻蒙的另一大賣點是方舟編譯器。方舟編譯器可以方便安卓APP移植到鴻蒙系統。
方舟編譯器是華為自主研發的編譯器平臺,它將以前邊解釋邊執行的低效運行方式轉變為將Java、C、C++等代碼一次編譯成機器碼的高效運行方式,同時也實現了多語言的統一。
華為官方數據表明,方舟編譯器能提升24%的操作系統流暢度、44%的系統響應能力和60%的三方應用操作流暢度。
華為當前的業務可分為四大領域:消費者業務、運營商業務、企業業務和云服務四大業務領域相互協同、共同發展,拼接成華為生態戰略布局版圖。
華為生態
鴻蒙系統的生態可以概括為1+8+N。1+8+N戰略的核心是1 , 即智能手機。智能手機作為鴻蒙生態的核心部分,憑借華為海思自研的麒麟芯片,為其他設備終端提供相應的通信支撐。
正是因為萬物互聯的場景中手機的重要性,華為始終以全球手機市場第一作為目標。
8是指 PC、平板、智慧屏、音箱、眼鏡、手表、車機、耳機 ,這8項將由華為公司親自研發和參與市場,并且會追求市場領先地位。
N是 攝像頭、掃地機、智能秤等外圍智能硬件 ,涵蓋移動辦公、智能家居、運動 健康 、影音 娛樂 、智慧出行五大場景模式。
這些領域是與鴻蒙生態的合作伙伴進行共同開發,在合作過程中,鴻蒙生態將會提供HiLink協議標準,HiAI組件,Lite OS等技術平臺,同時將鴻蒙操作系統開源。
2019年8月,全球第一款搭載華為鴻蒙系統的榮耀智慧屏正式發布。
榮耀智慧屏作為當時首個搭載鴻蒙系統的終端產品,突破了傳統電視的概念,搭載有鴻鵠818智慧芯片等三顆華為自研芯片和升降式AI攝像頭,內置華為系統級視頻通話功能,開創了大屏和手機的新交互方式,除了可聯控智能家居,還能實現智慧雙投、魔法閃投、魔法控屏等功能。
鴻蒙OS + 智慧屏
2021年4月,華為的鴻蒙OS智能座艙正式發布。
鴻蒙OS車機操作系統是面向車的操作系統,與手機同平臺。鴻蒙OS智能座艙搭載有一芯多屏、多用戶并發、運行時確定性保障、分布式外設、車載網絡、多部件等多種應用,提供差異化啟動恢復、極速啟動、多用戶切換、聲場控制、多部件協同等功能。
鴻蒙OS智能座船可以及時升級應用,基于其HMS-Automotive平臺,開發者能夠提供更好的服務與應用體驗,實現人、車、家的全場景協同。
鴻蒙OS + 智能座艙
同時面向車載場景增量還開發有HOS-A子系統,可實現賬號、多模輸入、用戶程序框架、元能力框架、多媒體、公共通信、車機業務啟動恢復等功能,使得自動駕駛、導航、視頻、音樂和通話等業務能夠在智能座艙和其他設備之間實現無縫切換,讓智能駕駛變得簡單、有趣、享受。
發布會現場透露,目前智能駕駛生態平臺已獲得30+硬件生態、50+應用生態合作伙伴支持,未來鴻蒙OS將繼續加大與 汽車 及應用領域的開放與合作力度,與產業鏈一起打造智能駕駛的極致體驗。
2020年7月,華為消費者業務CEO余承東,與美的集團董事長方洪波正式簽署《戰略合作框架協議》,雙方在智慧家居領域達成“全方位戰略合作關系” 。
2021年4月,作為首批支持鴻蒙系統的家電產品,美的家用智能蒸烤箱S5mini正 式上市,該智能蒸箱搭載了華為鴻蒙系統,同時搭配了鴻蒙系統的一碰連特性,可以快速完成配網。
配網成功后,手機會自動跳轉到鴻蒙系統內置的輕量化產品頁面,用戶可以在頁面中獲取跟產品搭配的定制食譜,根據菜譜準備食材,即可一鍵啟動機器、機器自動烹飪。
智東西 認為,數字商業的終極競爭,歸根到底就是操作系統的競爭,全球市值前3名的蘋果、谷歌和微軟,他們共同特點就是都具備操作系統。鴻蒙的推出,長遠來看決定了能否在異構計算時代中取得第四張操作系統入場券的關鍵。
華為推出的鴻蒙OS系統最大的亮點是分布式架構首次用于終端OS,實現跨終端無縫協同體驗,并且華為對這個系統采取是開源的政策,全球開發者都可以共享
根據華為公布的方舟編譯器資料,可以得知鴻蒙系統是用C、C++語言編寫。
鴻蒙系統和方舟編譯器的思路是一樣:直接使用機器語言編寫app,取消安卓系統的ART虛擬機,直接編譯為二進制機器碼;
這樣的好處是:不需要中轉,執行速度快;劣勢是:必須要有大量的靜態方案、內存空間要求更高。
擴展資料
系統簡介
鴻蒙微內核是基于微內核的全場景分布式OS,可按需擴展,實現更廣泛的系統安全,主要用于物聯網,特點是低時延,甚至可到毫秒級乃至亞毫秒級。
鴻蒙OS實現模塊化耦合,對應不同設備可彈性部署,鴻蒙OS有三層架構,第一層是內核,第二層是基礎服務,第三層是程序框架 。
可用于手機、平板、PC、汽車等各種不同的設備上。還可以隨時用在手機上,但暫時華為手機端依然優先使用安卓、華為電腦端依然優先使用windows和Linux。
參考資料來源:百度百科-華為鴻蒙系統
華為智能 汽車 解決方案BU總裁王軍表示,華為的智能 汽車 部件業務是華為長期的戰略機會點,將持續加大投資,尤其是在智能駕駛的軟件領域,打造體驗最好的智能駕駛系統。
2021年預計研發投資10億美金,研發團隊達到5000人,其中智能駕駛團隊超過2000人,并在全球搭建超過10個研發中心。
華為提供高階自動駕駛(ADS)等五大智能解決方案,打造“云-管-端”架構。云為智能車云;管為智能網聯;端從車機擴展到智能駕駛、智能座艙、智能電動三大終端。
智能座艙是目前智能駕駛進程中最為成熟的應用,預計到2025年市場規模達到1000億元,到2030年達到1527億元。其中,車載 娛樂 系統占比最高達到60%左右。
智能座艙作為人車智能交互的中心,主要涵蓋座艙內飾和座艙電子領域的創新和互動,是擁抱 汽車 行業發展新興技術趨勢,從消費者應用場景角度出發而構建的人機交互體系。
華為以“平臺+生態”為發展戰略,通過“鴻蒙車機OS平臺+鴻蒙車域生態平臺+智能硬件平臺”為智能座艙提供更多交互,從而構建人-車-生活的全場景出行體驗。
當前華為的鴻蒙OS操作系統已搭載在吉利、比亞迪的部分車型上,并將作為華為智能座艙解決方案的一部分進入整車前裝,包括極狐、賽力斯等已經與華為展開深度合作的品牌有望率先裝車。
根據華為在智能座艙領域的布局,預計未來將主要作為Tier2 供應商切入智能座艙產業鏈,將產生更多配套機會。#華為鴻蒙#
華為智能座艙解決方案由計算平臺、軟件平臺、顯示平臺和生態構成。
智能座艙計算平臺為麒麟車機模組,麒麟710A已在榮耀系列手機應用成熟,基于智能手機麒麟芯片構建IVI模組,發揮產業鏈協同的規模效應,降低硬件成本。未來將成為華為首款智能座艙芯片,對標高通820A,制造工藝已達12納米,采用8內核設計。
操作系統方面,華為推出車用的鴻蒙2.0,同時面向手機、智能穿戴設備和 汽車 ,做到10ms的時延和2.4Gbps的吞吐量。鴻蒙2.0采取先進的分布式能力,無縫銜接從車內到車外的生活場景。
顯示平臺包括車載智慧屏、AR-HUD等硬件,并結合視覺、音效、AI等能力,打造更具智能化的座艙硬件。
車域生態平臺,實現手機+ 汽車 +N端無縫銜接,實現多功能交互。
華為智能座艙解決方案:
鴻蒙操作系統(HarmonyOS,可理解為融合系統),是華為開發的自有操作系統,早期叫LiteOS,是為了物聯網開發的系統,主要應用于物聯網、智能家居、車聯網、遠程操控、醫療等領域等。鴻蒙系統將兼容Linux、Unix和安卓系統,實現跨終端無縫協同體驗。
鴻蒙OS基于分布架構,天生流暢,內核安全,生態共享。鴻蒙OS的出發點和Android、iOS都不一樣,是一款全新的基于微內核的面向全場景的分布式操作系統,能夠同時滿足全場景流暢體驗、架構級可信安全、跨終端無縫協同以及一次開發多終端部署的要求。
華為HarmonyOS結構圖:
基于鴻蒙OS,共享華為“1+8+N”生態,實現跨終端的全無感互聯。
相較于傳統的操作系統,鴻蒙車機操作系統是真正意義上面向車的操作系統,其中包含了HMS-A(HMS for Automotive),12個車機子系統和多個HOS-C API三大亮點,以構建真正面向“車”場景的軟件平臺。
鴻蒙車機OS軟件平臺將負責提供以鴻蒙OS操作系統為主的底層軟件系統。
華為的鴻蒙OS操作系統采用分布式架構和模塊化設計,能夠通過組合、抽取不同的模塊,在不同的智能設備上實現并形態的智能操作系統。
基于鴻蒙OS操作系統,車機與其他智能終端之間有分享和聯系,用一套系統滿足各種硬件設備,將人、車、家打通,實現真正意義上的萬物互聯。
鴻蒙車機OS中還提供了超過500個車控類API接口,API接口能夠將上述功能進行開放,為后續車企、Tier1等開發人員的開發及定制提供便利。
鴻蒙車域生態平臺中,華為將聯合開發者提供更多好用的 汽車 應用及相關硬件,通過合作共同打造智能座艙生態。
車域生態中主要包括兩類:面向用戶界面的應用生態以及座艙的硬件生態。
應用生態主要是聯合更多的應用軟件企業進行共同開發。
硬件生態則面對更多的硬件設備生產商,進行互聯互通、聯合創新、持續升級,再通過開放的API幫助生態伙伴快速開發滿足用戶需求、符合車企座艙差異化特點的硬件和軟件服務,為用戶帶去極致體驗。
HI為華為智能 汽車 部件業務的核心品牌,HI的核心是用華為inside 的模式幫助車企造車。
HiCar通過手機和 汽車 的連接,將手機的應用服務輻射到 汽車 ,手機+ 汽車 +N端無縫連接,進一步完善人機交互體驗,預計2021年裝車量達500萬臺。
華為HiCar主要提供了兩項重要的開放能力。
其一是手機應用和服務接入的能力,通過手機上的應用直接可以訪問虛擬化的 汽車 硬件資源。其二,HiCar提供了 汽車 硬件設備接入的開放能力,通過集成HiCarSDK,車機等硬件也能夠快速接入HiCar,共享手機豐富的應用生態和服務,例如將手機上播放的內容傳導至 汽車 上播放等,最終達成手機和車機的無縫流轉。
智能化大勢所趨,華為在電動智能化領域擁有領先的技術優勢,并能夠實現從部件到全棧式服務的服務能力,有望帶動產業鏈全面提速。
根據羅蘭貝格和地平線聯合發布的《智能座艙發展趨勢白皮書》,未來智能座艙的發展將分為四個階段。
第一階段為電子信息系統的整合階段,具體表現為子系統向功能域的轉化,實現各系統的互聯。
第二階段為增強車內的感知能力。
第三階段實現人機共駕,車輛感知能力進一步提升(語音控制、手勢控制等),實現消費者上車-駕駛-下車全周期的體驗。
第四階段將打造智能座艙的最終形態,從用戶體驗的角度不斷豐富場景。
當前智能座艙的發展處于第一階段,域控制器的發展成為當前主流。
未來智能座艙的發展以需求端和供給端雙重驅動。從需求端來看,消費者對于電子化體驗認知的加深,符合 汽車 消費升級的趨勢。從供給端來看,傳統的座艙是由獨立分散的子系統組成,難以形成聯動,無法滿足消費者消費升級的趨勢,因此催生了座艙域控制方式來實現更多的功能并且在成本端實現下探。