历时10年研发鸿蒙初发万物互联一文说

1、鸿蒙:开启操作系统“新时代”

历时近10年研发,华为鸿蒙操作系统正式面世。

华为于年着手规划自有操作系统,并于年明确“分布式操作系统”为研发方向,年完成1.0版本的研发。

年,鸿蒙操作系统首次发布,由荣耀智慧屏率先搭载。

年,华为发布HarmonyOS2.0,该系统可应用在内存为MB-4GB的智能设备,为IOT通用操作系统。

1.1、鸿蒙操作系统:多终端通用,开启万物互联“新”模式

随着5G技术成熟,智能设备之间的互联互通已成为下一个产业趋势。

一个功能全面且适配性强的统一操作系统是形成万物互联的条件之一,华为利用鸿蒙操作系统和“1+8+N”战略,切入IOT硬件设备市场,孵化鸿蒙IOT应用生态,实现生活场景全覆盖。

鸿蒙操作系统技术架构结构清晰,采用微内核和模块化设计原理。

鸿蒙技术架构遵循分层设计,自下而上结构为:内核层、系统服务层、框架层和应用层。鸿蒙采取微内核模块设计思路,应用开发者可根据自身需求来自定义模块组合,从而使操作系统适配性大幅提高,装机范围从内存较小的MB的IOT模组到12GB的智能手机。

1.2鸿蒙与安卓(手机系统)区别在于内核和编写语言差异

安卓与鸿蒙都基于Linux开发,两者主要区别在于内核设计,安卓采取宏内核,鸿蒙采取微内核。安卓系统所采取的Linux宏内核设计所涵盖的大部分功能和板块都具备最高权限,这意味着只要一个模块出错,则会引发系统崩溃。

反观采取微内核设计的鸿蒙系统仅包括了系统必要的功能板块,其他系统服务都放在用户态实现,在尺寸、安全性、扩展性、维护性和分布式计算有着天然优势。相较于宏内核架构,微内核的研发难度更大,但具备更强的系统稳定性。

安卓与鸿蒙的编写语言存在差别。

安卓通过Java编写,鸿蒙则运用C、C++语言编写程序。安卓在编写程序时必须使用虚拟机与系统底层进行通信活动,即安卓应用程序安装在虚拟机中,然后从虚拟机传输到系统底部,一旦虚拟机报错,系统则会发生宕机。而鸿蒙系统利用方舟编译器将安卓软件直接与系统底层通信,鸿蒙系统结合方舟编译器将直接替代虚拟机。

1.3、鸿蒙OS最大的优势是可作为万物互联的基础

鸿蒙OS利用分布式软总线技术为设备之间的互联互通提供统一通信平台,实现信息交互。鸿蒙摒弃了传统的同构对称式分布式系统,使设备的互联互通既不需要计算机系统内部的物理导线硬连接和通过光纤来实现分散各地的设备连接。

鸿蒙应用无线连接的分布软总线技术,使系统下各类智能设备在完成首次激活后,通过蓝牙/WI-FI等无线技术进行连接。消费者在鸿蒙2.0手机操作系统中可以对分布式系统下的智能家居进行一键操作,从而降低APP发现和连接成本。

应用程序数据与用户数据分布式管理解决数据传输效率问题。

在分布式数据管理下,用户数据不再与某一个物理设备绑定,程序运转逻辑也将与数据存储分离,使跨设备数据处理的速度比肩本地设备处理速度。设备之间的数据交互通过超级虚拟终端可实现无缝连接。

分布式任务调度打破软硬件设备融合障碍,实现设备之间高效协同。

在硬件设备接入系统的瞬间,它们已不是单独的个体,而是成为分布式系统中的一元,系统根据不同设备的运行状态、所在位置以及用户的习惯和意图来统一调度,例如,当用户打开手机搜索电影,智慧屏开始播放电影,周边灯光自动调暗。这就是系统灵活调用各类设备的优势,实现高效协同。

2、鸿蒙发布立足技术,抓住时代机遇

2.1、鸿蒙三大技术积累,实现IOT操作系统“新时代”

鸿蒙OS基于三大技术:微内核、分布式和统一的集成开发环境(IDE)。

华为通过对前述技术的多年积累,打造出跨平台、跨设备并有别于现有IOT操作系统的鸿蒙OS。内核设计理念的不同是鸿蒙OS与安卓OS的主要区别之一,分布式技术是应对IOT设备互联的基础,统一的集成开发环境(IDE)和方舟编译器则是打造应用生态的开发利器。

微内核除设计理念有别于宏内核外,且工作效率是需要突破的难点。

当前主要内核种类分为宏内核、微内核、混合内核,常见的微内核框架操作系统除鸿蒙OS外,还有windows、塞班和Fuchsia(谷歌研发,用于替代Android),微内核是将系统服务层分离出来,变成可根据需求加入不同选件,提供更好的拓展性和有效应用环境的

一种内核。此外,微内核与功能模块间的耦合度低,通信失效率高,容易出现性能损失。鸿蒙OS通过使用确定时延引擎和高性能IPC技术解决微内核性能不足的问题。确定时延引擎可在任务执行前通过分配系统中任务的优先级,进行调度处理,对优先级高的任务资源使用优先保障调度,结果实现应用响应时延降低25.7%。

分布式技术突破,实现互联通信和超级终端。正如前文所述,分布式软总线作统一基座,为多设备之间的互联互通提供了统一的通信能力,完成快速发现、连接设备、高效地分发任务和传输数据的功能。

同时,基于分布式软总线、分布式数据管理、分布式Profile等技术特性,构建统一的分布式服务管理(发现、同步、注册、调用)机制,实现对跨设备的应用进行远程启动、远程调用、远程连接以及迁移等操作,可以根据用户习惯和意图,打造超级终端并运行分布式任务。

方舟编译器作为IDE的最关键部分,是华为自主研发的业界首个多语言联合优化的编译器,利好开发者生态形成。方舟编译器最大的优势是绕过了虚拟机,采用静态编译的方式,将不同语言的代码(如JAVA、C、C++等代码)在开发环境中编译成机器可识别的代码,因此当手机安装应用程序后可全速运行程序,实现效率的大幅提升。当前方舟编译器已和40+TOP应用开展合作,未来适配应用会更广泛。

2.2、鸿蒙OS抓住“万物互联”时代机遇,具备先发优势

基础软硬件的持续发展和通信技术的进步,带动物联网市场空间和联网设备数量持续增加。根据前瞻产业研究院和IoTAnalytics数据,预计年全球物联网设备连接数量达到亿个,中国物联网设备有望达到亿个,其中中国市场-E的复合增速远超全球市场。

物联网市场持续多样化,从大硬件到小硬件,若想做到真正万物互联,需构建统一且兼容强的平台,例如鸿蒙OS。

根据前瞻产业研究院的统计,制造业、车联网、智慧能源、智慧零售、智慧城市为年全球物联网前5大应用领域,其场景中涉及的硬件各不相同。

操作系统作为物联网底座,可将硬件基本功能抽象化,实现物理设备与服务软件的解耦、设备间的互动、拓展功能模块和开发平台等多作用。

倘若可将同一操作系统置于不同场景使用,则可保证基础服务的稳定性和应用功能的丰富性。

华为打造物联网统一操作系统想法已久,从LiteOS到OpenHarmony。年华为发布的轻量级物联网操作系统LiteOS是鸿蒙OS的前身。

根据开放原子开源基金会的资料,OpenHarmony分为3个版本,包括Lite、Standard、Standard+AOSP,主要是根据硬件种类不同,应用不同版本。

对比谷歌FuchsiaOS的进度,华为鸿蒙OS具备先发优势。

根据外媒9To5Google的消息,谷歌已向GoogleNestHub智能音箱推送了FuchsiaOS,即谷歌面向物联网时代打造的新一代操作系统。

根据谷歌规划,预计年将FuchsiaOS扩张至智能手机和笔记本电脑市场,迟于鸿蒙OS的进度。因此,考虑鸿蒙OS较早的链接了手机、电脑等高频物联网设备,具备先发优势。

3、生态:构建HarmonyOSConnect品牌生态,开启新时代

3.1、产业链:全场景分布式智慧操作系统,合作伙伴涉及产业链上下游

多家企业HarmonyOS不仅是移动终端操作系统,更是一款可以实现万物的全场景分布式智慧操作系统,产业链涉及范围广且仍在不断扩张中。

HarmonyOS的战略目标为逐步覆盖“1+8+N”全场景终端设备,实现万物互联,作为多方产品新入口,华为鸿蒙生态产业链已涉及多家企业,覆盖产业链的各个阶段。

产业链上游为芯片行业,中游为各类软硬件适配的合作开发商,下游为IOT终端、应用软件及行业解决方案提供商。随着未来新应用场景的落地,鸿蒙产业链规模还将不断扩大,涉及厂商数量将继续增加。

3.2、合作伙伴:合作伙伴多领域覆盖,构筑HarmonyOSConnect新生态

HarmonyOSConnect(鸿蒙智联)是华为组建的生态,参与华为鸿蒙生态的公司可分为:应用合作伙伴,生态产品合作伙伴、生态解决方案合作伙伴三类。

目前华为官方公布的HarmonyOS合作伙伴约36家;自主披露为鸿蒙生态合作伙伴的上市公司约22家;华为现有自主生态阵营的关联或合作伙伴约15家。

华为预计,年会有40多个主流品牌、1亿台生态伙伴设备成为鸿蒙系统体验的新入口。

软件应用合作伙伴,合作打造鸿蒙全场景应用服务生态。华为与中国应用市场下载使用排名前的厂家进行洽谈,已确定初步展开合作的约有70%,包括百度地图、滴滴、抖音、WPS等头部企业。此外,京东、百度、优酷、科大讯飞、金山办公等多家知名应用厂商均已开始基于HarmonyOS进行创新,目的是打造全场景服务生态,为消费者提供全新的智慧化生活应用。

生态产品合作伙伴,基于HarmonyOSConnect技术完成智能硬件产品的开发、认证、量产和推广,产品可申请获得HarmonyOSConnect认证技术标识,提高产品业界认可度和曝光量。

目前,美的已经组建了鸿蒙的开发团队,并在年率先推出了十余款搭载鸿蒙的全场景家电,包括油烟机、洗碗机、电热水器、燃气热水器、净水器、智能灶等,可与鸿蒙系统进行底层数据互联。此外海尔、帅康、苏泊尔、方太、九阳等品牌也均推出了数款搭载鸿蒙操作系统的产品。

生态解决方案合作伙伴,为HarmonyOSConnect生态产品提供智能硬件解决方案开发、模组生产或芯片设计等服务能力,支撑生态产品快速上市。

成为生态解决方案合作伙伴需要经过审核和认证,当前主要合作伙伴有四川爱联、高盛达、欧智通科技等。

3.3、未来预期:HarmonyOS覆盖率提升,生态边界不断拓展

短期,HarmonyOS市场覆盖率提升:

华为方面表示,华为手机从年6月2日开始分批升级鸿蒙系统,年底搭载鸿蒙操作系统的设备数量将达3亿台,其中华为设备超过2亿台,面向第三方合作伙伴的各类终端设备数量超过1亿台。

预计随着华为手机系统升级计划的落实,HarmonyOS在智能手机终端的覆盖率还将继续提升。

中长期,生态边界拓展:

(1)捐赠源代码建设鸿蒙OS的开源版OpenHarmony项目,吸引开发者共同丰富鸿蒙生态。

以Android为典型,其开源项目AOSP(AndroidOpenSourceProject)的生态环境吸引了大量开发者和解决方案提供者的加入。

华为也将持续扩大OpenHarmony的开放范围,在年华为开发者大会上,华为宣布到年10月,将同步支持4GB以上所有终端设备开源,同时向全球的开发者,共享华为全球的网络和渠道,届时鸿蒙生态将会更加充满活力。

随着OpenHarmony发展成熟,未来或有第三方独立手机厂商选择HarmonyOS作为搭载系统。

(2)与头部合作伙伴打造标杆项目,形成行业示范效应,扩大合作生态圈。

HarmonyOS是面向未来IOT万物互联时代的基础设施,通过当前与家电等细分行业的龙头(如美的、博世等)合作,拓展规模场景,完成原始用户积累,有望为行业形成示范效应,同时助力产业的数字化、智能化转型升级,吸引更多行业的厂商加入HarmonyOSConnect生态。

3.4、应用场景:由华为自研硬件设备向智能汽车、智慧工厂拓展

当前,鸿蒙OS的应用场景主要聚焦于“1+8”构建超级终端以及“N”中的部分智能家电的互联互通。在“1+8+N”的战略中,“8”为华为自主研发的八大硬件设备,包括车机、音箱、耳机、手表/手环、平板、大屏、PC和AR/VR,将首先落地“超级终端”的概念。

“超级终端”是指利用分布式软总线技术,用户可以根据自身需要自由组合不同硬件,将多设备融合为超级终端,如同使用一件设备一样简单。例如手机+平板,无需安装app,应用可随即从手机流转到平板设备上,打破了硬件约束,多屏协同畅联,实现无时延转换设备。智能家电,如智能电冰箱、洗衣机、豆浆机等,系统可根据用户使用习惯调整工作模式,用户也可通过使用鸿蒙系统手机直接观察产品的实施情况和控制产品运行。

未来,广泛搭载多种IOT设备,“N”由智能家电扩展至智能汽车、智慧工厂等场景,真正实现全场景互联互通。智能汽车:目前华已经与奥迪、广汽丰田、北汽新能源、比亚迪、上汽等多个汽车品牌开展合作,HarmonyOS也将搭载至数以百万计的智能汽车中,随着5G网络的铺开,未来有望成为智能网联汽车领域最为广泛应用的操作系统;此外,HarmonyOS还可助推智慧工厂、智慧物流、智慧医疗、智慧教育发展,未来应用场景值得期待。

4、报告总结

我们认为鸿蒙系统是华为面向IOT时代的基石,也是国产ICT生态实现弯道超车的重要机遇。考虑当前已有多家应用服务提供商和多家硬件设备制造商参与鸿蒙生态建设,打造了智能办公、运动健康、智能家居,智能出行、视听娱乐五大生活场景,我们建议从下述3个方面,


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