Pergeseran ke Sistem Operasi Linux untuk IoT

 

Sistem operasi yang mendukung perangkat Internet of Things (IoT) berpindah dari Sistem Operasi Waktu Nyata (RTOS) ke Linux seiring dengan berkembangnya fitur mereka.

 

Perangkat IoT saat ini

Singkatnya, istilah “perangkat tersemat” mengacu pada komputer yang terhubung ke beberapa perangkat lain, apa pun perangkat lain itu. Ini kontras dengan server, desktop, dan laptop, di mana komputer adalah tujuan daripada sarana. 

Meskipun ini adalah istilah informal, keberadaan konektivitas jaringan adalah cara umum untuk membedakan perangkat IoT dari perangkat yang disematkan lainnya. Ini menunjukkan bahwa perangkat IoT dapat berkomunikasi dengan perangkat IoT lain, desktop Anda, atau server cloud.

Bola lampu dan saklar lampu rumah adalah contoh barang elektronik konsumen yang berharga murah. Yang lain, di sisi lain, melayani tujuan tertentu (seperti oven atau lemari es, atau tombol dasbor Amazon). Meskipun beberapa di antaranya tidak sensitif terhadap harga atau hanya untuk satu tujuan, mereka dikembangkan oleh tim dengan sedikit atau tidak ada pengalaman jaringan, yang berarti mereka belum menggunakan kemampuan jaringan perangkat ini secara maksimal.

Dengan standar modern, daya komputasi yang diperlukan untuk mengimplementasikan perangkat IoT semacam itu cukup rendah. Akibatnya, mereka telah dikembangkan menggunakan teknologi prosesor langsung dan sistem operasi serta tumpukan perangkat lunak yang sama mudahnya, yang sebagian besar didasarkan pada arsitektur ARM Cortex M.

 

Perangkat IoT saat ini : Kerangka Kerjanya

Pertama, pengenalan singkat tentang sistem operasi: Program di jantung kontrol komputer adalah Sistem Operasi. Ini menentukan cara membagi CPU, memori, disk, dan sumber daya jaringan di antara aplikasi yang bersaing. Selain itu, ia menawarkan antarmuka pemrograman standar yang dapat digunakan oleh program lain untuk memanfaatkan sumber daya ini. Oleh karena itu, sistem operasi harus bertindak atas nama program agar mereka dapat menulis file ke disk atau berkomunikasi dengan server untuk menyimpan jumlah langkah Anda.

Ada banyak jenis sistem operasi, dan hampir setiap komputer, tertanam atau tidak, dikendalikan oleh sistem operasi. Istilah “RTOS”, yang secara resmi berarti “Sistem Operasi Real-Time”, biasanya digunakan oleh perangkat IoT. Itu singkatan dari “Bukan Sistem Operasi Berfitur Lengkap” secara informal.

Kemudahan penggunaan RTOS dan persyaratan sumber daya yang rendah adalah nilai jual utamanya. Lagi pula, sistem operasi adalah program yang menjalankan fungsinya sendiri dengan bantuan CPU, memori, disk, dan jaringan. Pilihan sorotan diharapkan dari kerangka kerja selesai pada saat gambar sedang dibangun, jadi sebagai desainer Anda hanya kompensasi untuk apa yang Anda terlibat dalam hal aset komputasi.

Memanfaatkan sistem operasi yang ringan memungkinkan pengembang untuk membuat komputer tertanam untuk perangkat Internet of Things yang lebih kecil, lebih murah, dan mengkonsumsi lebih sedikit daya.

 

Semua nya baik baik saja?

Jadi, sepertinya semuanya baik-baik saja bukan? Alat yang tepat untuk pekerjaan yang tepat. Satu-satunya masalah adalah komponen jaringan yang disebutkan di atas dari definisi perangkat IoT. Setelah kami memiliki perangkat jaringan, perlahan kami ingin mereka melakukan lebih banyak. Dan banyak lagi. Dan banyak lagi.

Mengapa lampu cermin kamar mandi saya tidak dapat memberi tahu saya berapa lama perjalanan saya? Mengapa jam alarm tidak dapat menghidupkan mobil saya? Tapi hanya jika cuaca di luar cukup dingin? Dan sementara itu, buat pembuat kopi juga? Mengapa TV saya tidak dapat meredupkan lampu ruang keluarga saat saya memulai film atau mengalihkan panggilan masuk langsung ke pesan suara?

Beberapa integrasi mulai muncul, tetapi kebanyakan dari mereka saat ini adalah satu kali. Satu perusahaan akan mendemonstrasikan bagaimana salah satu produk mereka bekerja dengan satu produk atau layanan perusahaan lain. Anda kurang beruntung jika membeli apa pun selain set yang tepat produk dan layanan yang dirancang untuk bekerja sama. Atau Anda berhenti jika Anda ingin mengatur sesuatu yang lain. Selain itu, sejumlah besar kombinasi ini tidak sesaat pun berhasil melewati pameran menjadi barang nyata karena mereka jadi tidak nyaman dan terbatas.

 

Apa yang salah di sini, jika IoT adalah tentang perangkat yang berkomunikasi satu sama lain?

 

Ini telah terlihat sebelumnya.

Lihat riwayat perangkat seluler. Awalnya, ponsel cerdas hanyalah komputer yang disematkan. Mereka mungkin dapat membaca papan tombol, melakukan dan menerima panggilan, pesan teks, dan mungkin menyimpan buku telepon berisi 50 entri. Mengedit dengan tombol nomor sebagai keyboardnya sulit. Ada juga permainan ular di ponsel mewah.

Biasanya, ponsel tersebut memiliki inti berbasis ARM yang sangat mendasar dengan sedikit memori, kecepatan jam yang lambat, dan tidak ada mode pengguna atau supervisor atau Unit Manajemen Memori. Untuk ponsel tersebut, RTOS komersial atau in-house adalah sistem operasi pilihan.

Hal-hal mulai berubah segera setelah data seluler memasuki gambar. Pengguna menginginkan akses email berbasis telepon. Mereka kemudian ingin membaca dengan teliti. Kemudian, pada saat itu, mereka perlu mendapatkan jadwal, jadwal online, dari sana, langit adalah limit.Lalu mereka ingin melakukan semuanya secara bersamaan!

Jejak perangkat keras dan tumpukan perangkat lunak pada telepon mulai berkembang secara bersamaan. Keluarga chip Cortex-A menjadi pilihan CPU untuk telepon, dan Symbian menjadi sistem operasi pilihan.

Pada titik ini, sekitar tahun 2005, Linux digunakan secara luas di beberapa lingkungan komputasi, seperti server, dan penggunaannya di lingkungan tersemat, seperti televisi, terus berkembang. , sistem operasi berfitur lengkap yang dapat diskalakan untuk generasi perangkat yang akan datang dan menyertakan dukungan bebas royalti untuk driver perangkat.

Ada dan masih ada model lisensi khusus yang menggunakan GPL, sebuah lisensi open source, yang memerlukan artikel terpisah. Namun, sebagai rangkuman, kekhawatiran komersial mengenai penggunaan Linux sebagai akibat dari lisensi tersebut secara bertahap menurun seiring berjalannya waktu. waktu, tetapi mereka masih menjadi perhatian yang jauh lebih besar hari ini daripada satu dekade yang lalu.

Linux untuk ponsel mulai diuji oleh beberapa produsen ponsel. Motorola Ming adalah ponsel cerdas pertama saya yang menjalankan Linux. Selain itu, Nokia mulai bereksperimen dengan Maemo, sistem operasi ponsel cerdas berbasis Linux, awalnya untuk beberapa tablet awal dan kemudian untuk ponsel cerdas. Ponsel desakan pabrikan untuk mengunci pelanggan mereka menghalangi semua upaya ini, membuka jalan bagi kedatangan Android.

Android, seperti produsen ponsel pada masa itu, melihat Linux sebagai dasar yang kuat untuk OS seluler mereka. Selain itu, Android dengan cepat menjadi sistem operasi ponsel cerdas pilihan semua vendor, kecuali Apple, Blackberry/RIM, dan Nokia, yang sedang berusaha untuk menghidupkan kembali Maemo pada saat itu dengan menggabungkan upaya dengan Intel dan Meego. Bahkan Nokia akhirnya menyerah dan beralih ke Android. Setelah itu, Microsoft membelinya dan berhenti menggunakan platform berbasis Linux.

Android dan iOS mendominasi pasar sistem operasi seluler saat ini, 80/20. Linux, dengan dukungan yang sangat baik untuk periferal dan model distribusi Open Source, merupakan pilihan yang sangat baik karena pengguna OS seluler telah lama menyadari bahwa sistem operasi inti adalah upaya yang mahal. memberikan sedikit keunggulan kompetitif.

 

IoT Masa Depan

Pelanggan menginginkan lebih banyak koneksi antara perangkat IoT mereka dan agar koneksi ini bersifat lebih kompleks, dan kami mencapai campuran serupa di IoT. Penjual gadget tidak dapat tetap menyadari minat tersebut. Minat saat ini sedang dirombak dengan menghubungkan setiap gadget ke akun cloud eksplisit pedagang, dan memiliki bantuan untuk mendukung pengetahuan semuanya dilakukan di tingkat cloud.

Saya telah menyiapkan beberapa akun cloud khusus untuk menyambungkan perangkat baru dari produsen lain ke layanan Amazon Alexa saya. Banyak masalah muncul dalam model ini : Pertama-tama, tidak masuk akal untuk menyiapkan akun web baru untuk setiap perangkat yang saya beli. Jika vendor ini kehilangan minat di pasar ini, saya tidak tahu berapa lama mereka akan membuka akun mereka.

Saya tidak akan pernah menggunakan model ini untuk apa pun selain mainan. Dapatkah Anda membayangkan harus merobek sakelar lampu di dinding karena vendor tidak lagi ingin menjual ke pasar ini dan mematikan server mereka? Saya tidak akan pernah menggunakan model ini untuk hal lain. Selain itu, tidak ada yang berfungsi jika konektivitas internet terganggu, menjadikannya nonstarter untuk apa pun selain mainan.

Sisi penawaran, seperti sisi permintaan, juga berkembang. Karena perangkat IoT dijual lebih murah daripada perangkat seluler, komponennya juga harus lebih murah. Namun, sektor bisnis ini terus mengikuti Hukum Moore, dengan kemampuan yang semakin meningkat prosesor tersedia pada titik harga yang sama dari tahun ke tahun.

Oleh karena itu, terlepas dari fakta bahwa pabrikan tidak mampu untuk menyertakan prosesor di banyak perangkat IoT, hal ini berubah dengan cepat. Dalam kisaran $10, kami sudah memiliki komputer papan tunggal dengan beberapa inti level GHz.

Kami memiliki lahan subur untuk perubahan dalam industri ketika kami menggabungkan permintaan konsumen yang meningkat ini dengan peningkatan kemampuan CPU yang dapat diakses oleh desainer. Perubahan ini tidak akan terjadi dalam satu atau dua hari, tetapi titik baliknya akan segera tiba.

 

Kesimpulan

Pasar Internet of Things (IoT) berubah dengan cepat, dan produk menjadi lebih baik dengan kecepatan yang luar biasa. Salah satu perubahan paradigma besar pertama yang dimulai dengan Internet of Things adalah layanan suara, dengan yang lain pasti akan mengikuti. Ini akan membutuhkan siklus produk yang lebih cepat dan perangkat yang lebih mumpuni.

Karena harga komponen yang lebih baik dan lebih mumpuni terus turun, kemampuan perangkat ditingkatkan secara berkala. Hal itu akan memungkinkan perangkat di edge menjadi lebih pintar dan lebih otonom, dan lebih banyak fitur seperti audio, suara, dan layar sentuh akan tersedia di mana-mana.

Pergerakan menuju siklus produk yang lebih pendek akan menyusul. Saat ini, banyak produk memiliki pengembangan perangkat keras dan perangkat lunak vertikal, di mana perangkat keras dan perangkat lunak digabungkan dalam desain produk. Ini akan digantikan oleh model aplikasi yang memisahkan fitur perangkat lunak dari fitur perangkat keras, memungkinkannya untuk tumpang tindih dan berkembang secara mandiri. Fitur perangkat lunak tidak perlu lagi dimasukkan ke dalam perangkat IoT pada tahap pembuatan seperti yang saat ini dilakukan, yang tidak hanya akan mempercepat siklus produk seperti yang terjadi pada perangkat seluler tetapi juga akan memungkinkan hal ini.

Linux juga akan hadir untuk menyediakan saluran air untuk jenis perangkat baru ini. Ini akan menghadirkan ekosistem multitasking yang kaya, perlindungan memori, berbagai bahasa modern, layanan simultan, dan banyak sistem operasi lain yang tidak dapat disediakan oleh RTOS saat ini.

Kelas perangkat tujuan tunggal berbasis RTOS saat ini akan terus memiliki pasar. Untuk waktu yang sangat lama, monitor suhu mandiri mungkin tidak memerlukan fitur mewah. Namun, gadget berbeda yang memicu gelombang IoT seharusnya berubah menjadi menjadi semakin terampil.

Sekarang kita hanya perlu melihat seperti apa bentuk ekosistem baru berbasis Linux ini.

Dalam artikel lanjutan, saya akan menjelajahi ekosistem Linux yang saat ini tersedia untuk solusi IoT dan bagaimana perbandingannya satu sama lain.