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OpenHarmony 开源鸿蒙项目技术架构简要介绍
来源: | 作者:NNEWN | 发布时间: 2021-07-27 | 2821 次浏览 | 分享到:


项目介绍

OpenHarmony是由开放原子开源基金会(OpenAtom Foundation)孵化及运营的开源项目,目标是面向全场景、全连接、全智能时代,基于开源的方式,搭建一个智能终端设备操作系统的框架和平台,促进万物互联产业的繁荣发展。

#技术架构

OpenHarmony整体遵从分层设计,从下向上依次为:内核层、系统服务层、框架层和应用层。系统功能按照“系统 > 子系统 > 组件”逐级展开,在多设备部署场景下,支持根据实际需求裁剪某些非必要的组件。OpenHarmony技术架构如下所示:

内核层

  • 内核子系统:采用多内核(Linux内核或者LiteOS)设计,支持针对不同资源受限设备选用适合的OS内核。内核抽象层(KAL,Kernel Abstract Layer)通过屏蔽多内核差异,对上层提供基础的内核能力,包括进程/线程管理、内存管理、文件系统、网络管理和外设管理等。

  • 驱动子系统:驱动框架(HDF)是系统硬件生态开放的基础,提供统一外设访问能力和驱动开发、管理框架。

系统服务层

系统服务层是OpenHarmony的核心能力集合,通过框架层对应用程序提供服务。该层包含以下几个部分:

  • 系统基本能力子系统集:为分布式应用在多设备上的运行、调度、迁移等操作提供了基础能力,由分布式软总线、分布式数据管理、分布式任务调度、公共基础库、多模输入、图形、安全、AI等子系统组成。

  • 基础软件服务子系统集:提供公共的、通用的软件服务,由事件通知、电话、多媒体、DFX(Design For X) 等子系统组成。

  • 增强软件服务子系统集:提供针对不同设备的、差异化的能力增强型软件服务,由智慧屏专有业务、穿戴专有业务、IoT专有业务等子系统组成。

  • 硬件服务子系统集:提供硬件服务,由位置服务、生物特征识别、穿戴专有硬件服务、IoT专有硬件服务等子系统组成。

根据不同设备形态的部署环境,基础软件服务子系统集、增强软件服务子系统集、硬件服务子系统集内部可以按子系统粒度裁剪,每个子系统内部又可以按功能粒度裁剪。

框架层

框架层为应用开发提供了C/C++/JS等多语言的用户程序框架和Ability框架,适用于JS语言的JS UI框架,以及各种软硬件服务对外开放的多语言框架API。根据系统的组件化裁剪程度,设备支持的API也会有所不同。

应用层

应用层包括系统应用和第三方非系统应用。应用由一个或多个FA(Feature Ability)或PA(Particle Ability)组成。其中,FA有UI界面,提供与用户交互的能力;而PA无UI界面,提供后台运行任务的能力以及统一的数据访问抽象。基于FA/PA开发的应用,能够实现特定的业务功能,支持跨设备调度与分发,为用户提供一致、高效的应用体验。

#技术特性

  1. 硬件互助,资源共享

    主要通过下列模块达成

    • 分布式软总线

      分布式软总线是多设备终端的统一基座,为设备间的无缝互联提供了统一的分布式通信能力,能够快速发现并连接设备,高效地传输任务和数据。

    • 分布式数据管理

      分布式数据管理位于基于分布式软总线之上的能力,实现了应用程序数据和用户数据的分布式管理。用户数据不再与单一物理设备绑定,业务逻辑与数据存储分离,应用跨设备运行时数据无缝衔接,为打造一致、流畅的用户体验创造了基础条件

    • 分布式任务调度

      分布式任务调度基于分布式软总线、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,支持对跨设备的应用进行远程启动、远程调用、绑定/解绑、以及迁移等操作,能够根据不同设备的能力、位置、业务运行状态、资源使用情况并结合用户的习惯和意图,选择最合适的设备运行分布式任务

    • 设备虚拟化

      分布式设备虚拟化平台可以实现不同设备的资源融合、设备管理、数据处理,将周边设备作为手机能力的延伸,共同形成一个超级虚拟终端。

  2. 一次开发,多端部署

    OpenHarmony提供用户程序框架、Ability框架以及UI框架,能够保证开发的应用在多终端运行时保证一致性。一次开发、多端部署。

    多终端软件平台API具备一致性,确保用户程序的运行兼容性。

    • 支持在开发过程中预览终端的能力适配情况(CPU/内存/外设/软件资源等)。

    • 支持根据用户程序与软件平台的兼容性来调度用户呈现。

  3. 统一OS,弹性部署

    OpenHarmony通过组件化和组件弹性化等设计方法,做到硬件资源的可大可小,在多种终端设备间,按需弹性部署,全面覆盖了ARM、RISC-V、x86等各种CPU,从百KiB到GiB级别的RAM。

#系统类型

OpenHarmony支持如下几种系统类型:

  • 轻量系统(mini system)

    面向MCU类处理器例如Arm Cortex-M、RISC-V 32位的设备,硬件资源极其有限,支持的设备最小内存为128KiB,可以提供多种轻量级网络协议,轻量级的图形框架,以及丰富的IOT总线读写部件等。可支撑的产品如智能家居领域的连接类模组、传感器设备、穿戴类设备等。

  • 小型系统(small system)

    面向应用处理器例如Arm Cortex-A的设备,支持的设备最小内存为1MiB,可以提供更高的安全能力、标准的图形框架、视频编解码的多媒体能力。可支撑的产品如智能家居领域的IP Camera、电子猫眼、路由器以及智慧出行域的行车记录仪等。

  • 标准系统(standard system)

    面向应用处理器例如Arm Cortex-A的设备,支持的设备最小内存为128MiB,可以提供增强的交互能力、3D GPU以及硬件合成能力、更多控件以及动效更丰富的图形能力、完整的应用框架。可支撑的产品如高端的冰箱显示屏。

#详细特征

在介绍OpenHarmony特性前,需要先明确以下两个基本概念:

  • 子系统

    OpenHarmony整体遵从分层设计,从下向上依次为:内核层、系统服务层、框架层和应用层。系统功能按照“系统 > 子系统 > 组件”逐级展开,在多设备部署场景下,支持根据实际需求裁剪某些非必要的组件。子系统是一个逻辑概念,它具体由对应的组件构成。

  • 组件

    对子系统的进一步拆分,可复用的软件单元,它包含源码、配置文件、资源文件和编译脚本;能独立构建,以二进制方式集成,具备独立验证能力的二进制单元。



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