OpenHarmony HarmonyOS-面向全場景的分布式操作系統(tǒng)

軟件簡介

OpenHarmony是開放原子開源基金會(huì)（OpenAtom Foundation）旗下開源項(xiàng)目，定位是一款面向全場景的開源分布式操作系統(tǒng)。

OpenHarmony在傳統(tǒng)的單設(shè)備系統(tǒng)能力的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性地提出了基于同一套系統(tǒng)能力、適配多種終端形態(tài)的理念，支持多種終端設(shè)備上運(yùn)行，第一個(gè)版本支持128K~128M設(shè)備上運(yùn)行，歡迎參加開源社區(qū)一起持續(xù)演進(jìn)。針對設(shè)備開發(fā)者，OpenHarmony采用了組件化的設(shè)計(jì)方案，可以根據(jù)設(shè)備的資源能力和業(yè)務(wù)特征進(jìn)行靈活裁剪，滿足不同形態(tài)的終端設(shè)備對于操作系統(tǒng)的要求?？蛇\(yùn)行在百K級(jí)別的資源受限設(shè)備和穿戴類設(shè)備，也可運(yùn)行在百M(fèi)級(jí)別的智能家用攝像頭/行車記錄儀等相對資源豐富的設(shè)備。

技術(shù)架構(gòu)

OpenHarmony整體遵從分層設(shè)計(jì)，從下向上依次為：內(nèi)核層、系統(tǒng)服務(wù)層、框架層和應(yīng)用層。系統(tǒng)功能按照“系統(tǒng) > 子系統(tǒng) > 功能/模塊”逐級(jí)展開，在多設(shè)備部署場景下，支持根據(jù)實(shí)際需求裁剪某些非必要的子系統(tǒng)或功能/模塊。OpenHarmony技術(shù)架構(gòu)如下所示。

內(nèi)核層

內(nèi)核子系統(tǒng)：采用多內(nèi)核（Linux內(nèi)核或者LiteOS）設(shè)計(jì)，支持針對不同資源受限設(shè)備選用適合的OS內(nèi)核。內(nèi)核抽象層（KAL，Kernel Abstract Layer）通過屏蔽多內(nèi)核差異，對上層提供基礎(chǔ)的內(nèi)核能力，包括進(jìn)程/線程管理、內(nèi)存管理、文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理和外設(shè)管理等。

驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)：驅(qū)動(dòng)框架（HDF）是系統(tǒng)硬件生態(tài)開放的基礎(chǔ)，提供統(tǒng)一外設(shè)訪問能力和驅(qū)動(dòng)開發(fā)、管理框架。

系統(tǒng)服務(wù)層

系統(tǒng)服務(wù)層是OpenHarmony的核心能力集合，通過框架層對應(yīng)用程序提供服務(wù)。該層包含以下幾個(gè)部分：

系統(tǒng)基本能力子系統(tǒng)集：為分布式應(yīng)用在多設(shè)備上的運(yùn)行、調(diào)度、遷移等操作提供了基礎(chǔ)能力，由分布式軟總線、分布式數(shù)據(jù)管理、分布式任務(wù)調(diào)度、公共基礎(chǔ)庫、多模輸入、圖形、安全、AI等子系統(tǒng)組成。

基礎(chǔ)軟件服務(wù)子系統(tǒng)集：提供公共的、通用的軟件服務(wù)，由事件通知、電話、多媒體、DFX（Design For X） 等子系統(tǒng)組成。

增強(qiáng)軟件服務(wù)子系統(tǒng)集：提供針對不同設(shè)備的、差異化的能力增強(qiáng)型軟件服務(wù)，由智慧屏專有業(yè)務(wù)、穿戴專有業(yè)務(wù)、IoT專有業(yè)務(wù)等子系統(tǒng)組成。

硬件服務(wù)子系統(tǒng)集：提供硬件服務(wù)，由位置服務(wù)、生物特征識(shí)別、穿戴專有硬件服務(wù)、IoT專有硬件服務(wù)等子系統(tǒng)組成。

根據(jù)不同設(shè)備形態(tài)的部署環(huán)境，基礎(chǔ)軟件服務(wù)子系統(tǒng)集、增強(qiáng)軟件服務(wù)子系統(tǒng)集、硬件服務(wù)子系統(tǒng)集內(nèi)部可以按子系統(tǒng)粒度裁剪，每個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)部又可以按功能粒度裁剪。

框架層

框架層為應(yīng)用開發(fā)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(wù)對外開放的多語言框架API。根據(jù)系統(tǒng)的組件化裁剪程度，設(shè)備支持的API也會(huì)有所不同。

應(yīng)用層

應(yīng)用層包括系統(tǒng)應(yīng)用和第三方非系統(tǒng)應(yīng)用。應(yīng)用由一個(gè)或多個(gè)FA（Feature Ability）或PA（Particle Ability）組成。其中，F(xiàn)A有UI界面，提供與用戶交互的能力；而PA無UI界面，提供后臺(tái)運(yùn)行任務(wù)的能力以及統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問抽象?；贔A/PA開發(fā)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)特定的業(yè)務(wù)功能，支持跨設(shè)備調(diào)度與分發(fā)，為用戶提供一致、高效的應(yīng)用體驗(yàn)。

特點(diǎn)

硬件互助，資源共享

主要通過下列模塊達(dá)成

分布式軟總線

分布式軟總線是多設(shè)備終端的統(tǒng)一基座，為多設(shè)備間無縫互聯(lián)提供了統(tǒng)一的分布式通信能力，能夠快速發(fā)現(xiàn)并連接設(shè)備，高效地傳輸任務(wù)和數(shù)據(jù)。

分布式數(shù)據(jù)管理

分布式數(shù)據(jù)管理位于基于分布式軟總線之上的能力，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)的分布式管理。用戶數(shù)據(jù)不再與單一物理設(shè)備綁定，業(yè)務(wù)邏輯與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分離，應(yīng)用跨設(shè)備運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)無縫銜接，為打造一致、流暢的用戶體驗(yàn)創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件

分布式任務(wù)調(diào)度

分布式任務(wù)調(diào)度基于分布式軟總線、分布式數(shù)據(jù)管理、分布式Profile等技術(shù)特性，構(gòu)建統(tǒng)一的分布式服務(wù)管理（發(fā)現(xiàn)、同步、注冊、調(diào)用）機(jī)制，支持對跨設(shè)備的應(yīng)用進(jìn)行遠(yuǎn)程啟動(dòng)、遠(yuǎn)程調(diào)用、綁定/解綁、以及遷移等操作，能夠根據(jù)不同設(shè)備的能力、位置、業(yè)務(wù)運(yùn)行狀態(tài)、資源使用情況并結(jié)合用戶的習(xí)慣和意圖，選擇最合適的設(shè)備運(yùn)行分布式任務(wù)

設(shè)備虛擬化

分布式設(shè)備虛擬化平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備的資源融合、設(shè)備管理、數(shù)據(jù)處理，將周邊設(shè)備作為手機(jī)能力的延伸，共同形成一個(gè)超級(jí)虛擬終端。

一次開發(fā)，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(fā)的應(yīng)用在多終端運(yùn)行時(shí)保證一致性。一次開發(fā)、多端部署。

多終端軟件平臺(tái)API具備一致性，確保用戶程序的運(yùn)行兼容性。

支持在開發(fā)過程中預(yù)覽終端的能力適配情況（CPU/內(nèi)存/外設(shè)/軟件資源等）。

支持根據(jù)用戶程序與軟件平臺(tái)的兼容性來調(diào)度用戶呈現(xiàn)。

統(tǒng)一OS，彈性部署

OpenHarmony通過組件化和組件彈性化等設(shè)計(jì)方法，做到硬件資源的可大可小，在多種終端設(shè)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(jí)別的RAM。

設(shè)備類型

OpenHarmony支持如下幾種設(shè)備類型：

輕量系統(tǒng)類設(shè)備（參考內(nèi)存≥128KB）

面向MCU類處理器，例如Arm Cortex-M、RISC-V 32位的設(shè)備，資源極其有限，參考內(nèi)存≥128KB，提供豐富的近距連接能力以及豐富的外設(shè)總線訪問能力。典型產(chǎn)品有智能家居領(lǐng)域的聯(lián)接類模組、傳感器設(shè)備等。聯(lián)接類模組通常應(yīng)用在智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)聯(lián)接部分的硬件模塊，在智能家居領(lǐng)域由廠家集成到其設(shè)備中。例如：聯(lián)接類模組提供WLAN/Bluetooth的接入和數(shù)據(jù)的聯(lián)接，模組與廠家家居的芯片通常通過UART或GPIO等總線接口進(jìn)行通信。

小型系統(tǒng)類設(shè)備（參考內(nèi)存≥1MB）

面向應(yīng)用處理器，例如Arm Cortex-A的設(shè)備，參考內(nèi)存≥1MB，提供更高的安全能力，提供標(biāo)準(zhǔn)的圖形框架，提供視頻編解碼的多媒體能力。典型產(chǎn)品有智能家居領(lǐng)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(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)類設(shè)備（參考內(nèi)存≥128MB）

面向應(yīng)用處理器，例如Arm Cortex-A的設(shè)備，參考內(nèi)存≥128MB，提供增強(qiáng)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(dòng)效更豐富的圖形能力，提供完整的應(yīng)用框架。典型產(chǎn)品有高端的冰箱顯示屏等。

大型系統(tǒng)類設(shè)備（參考內(nèi)存≥1GB）

面向應(yīng)用處理器，例如Arm Cortex-A的設(shè)備，參考內(nèi)存≥1GB，提供完整的兼容應(yīng)用框架。典型的產(chǎn)品有智慧屏、智能手表等。

詳細(xì)特征

入口：https://gitee.com/openharmony/docs/tree/master/zh-cn/readme

*本次開源部分主要支持百K級(jí)，百M(fèi)級(jí)設(shè)備，以下內(nèi)容主要介紹涉及到的相關(guān)子系統(tǒng)內(nèi)容。

系 統(tǒng)簡 介鏈 接

JS應(yīng)用開發(fā)框架作為JS應(yīng)用開發(fā)框架的輕量實(shí)現(xiàn)，提供一套跨平臺(tái)的類web應(yīng)用開發(fā)框架，通過Toolkit將開發(fā)者編寫的HTML、CSS和JS 文件編譯打包成JS Bundle，然后再將JS Bundle解析運(yùn)行成C++ UIKit的View 組件進(jìn)行渲染。通過支持三方開發(fā)者使用聲明式的API進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)，以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)視圖變化，避免了大量的視圖操作，大幅降低應(yīng)用開發(fā)難度，提升開發(fā)者開發(fā)體驗(yàn)。README

DFX針對不同硬件架構(gòu)和資源提供組件化且可定制的DFX框架。根據(jù)RISC-V、Cortex-M、Cortex-A不同硬件平臺(tái)，提供兩種不同的輕量級(jí)DFX框架。README

XTS認(rèn)證XTS是OpenHarmony生態(tài)認(rèn)證測試套件的集合，當(dāng)前包括acts（application compatibility test suite）應(yīng)用兼容性測試套，后續(xù)會(huì)拓展dcts（device compatibility test suite）設(shè)備兼容性測試套等。README

全球化全球化資源管理子系統(tǒng)主要提供語言資源回溯和多偏好語言支持的能力，包括多語言資源回溯和多偏好語言支持。README

公共基礎(chǔ)公共基礎(chǔ)庫存放OpenHarmony通用的基礎(chǔ)組件。這些基礎(chǔ)組件可被OpenHarmony各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)及上層應(yīng)用所使用。README

內(nèi)核OpenHarmony內(nèi)核是面向IoT領(lǐng)域的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核，它具備類似RTOS般輕快和Linux般易用的特點(diǎn)。包括功能組件部分：進(jìn)程和線程調(diào)度、內(nèi)存管理、IPC機(jī)制、timer管理等操作系統(tǒng)基礎(chǔ)組件。README

分布式任務(wù)調(diào)度分布式任務(wù)調(diào)度模塊負(fù)責(zé)跨設(shè)備組件管理，提供訪問和控制遠(yuǎn)程組件的能力，支持分布式場景下的應(yīng)用協(xié)同。README

分布式軟總線實(shí)現(xiàn)近場設(shè)備間統(tǒng)一的分布式通信能力管理，提供不區(qū)分鏈路的設(shè)備發(fā)現(xiàn)和傳輸接口。包含服務(wù)發(fā)布、數(shù)據(jù)傳輸、安全等功能。README

啟動(dòng)恢復(fù)啟動(dòng)恢復(fù)負(fù)責(zé)在內(nèi)核啟動(dòng)之后，應(yīng)用啟動(dòng)之前的操作系統(tǒng)中間層的啟動(dòng)。支持使用LiteOS-A內(nèi)核的平臺(tái)，當(dāng)前包括：Hi3516DV300平臺(tái)和Hi3518EV300平臺(tái)。README

圖形主要包括UI組件、布局、動(dòng)畫、字體、輸入事件、窗口管理、渲染繪制等模塊，構(gòu)建基于輕量OS的應(yīng)用框架，滿足硬件資源較小的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的OpenHarmony系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)。README

媒體為多媒體應(yīng)用開發(fā)者提供統(tǒng)一的開發(fā)接口，使得開發(fā)者可以專注于應(yīng)用業(yè)務(wù)的開發(fā)，輕松使用多媒體的資源。README

安全主要提供樣例給開發(fā)者展示如何去使用已有的安全機(jī)制來提升系統(tǒng)的安全能力，包括安全啟動(dòng)、應(yīng)用權(quán)限管理、IPC通信鑒權(quán)、HUKS、HiChain、應(yīng)用簽名驗(yàn)簽。README

測試開發(fā)過程采用測試驅(qū)動(dòng)開發(fā)模式，開發(fā)者基于系統(tǒng)新增特性可以通過開發(fā)者自己開發(fā)用例保證，對于系統(tǒng)已有特性的修改，也可通過修改項(xiàng)目中原有自測試用例保證，旨在幫助開發(fā)者在開發(fā)階段就能開發(fā)出高質(zhì)量代碼。README

用戶程序框架包含兩個(gè)模塊：Ability子系統(tǒng)和包管理子系統(tǒng)。Ability子系統(tǒng)，是OpenHarmony為開發(fā)者提供的一套開發(fā)OpenHarmony應(yīng)用的開發(fā)框架。包管理子系統(tǒng)，是OpenHarmony為開發(fā)者提供的安裝包管理框架。README

AI子系統(tǒng)AI業(yè)務(wù)子系統(tǒng)是提供原生的分布式AI能力的子系統(tǒng)，提供了統(tǒng)一的AI引擎框架，實(shí)現(xiàn)算法能力快速插件化集成?？蚣苤兄饕寮芾?、模塊管理和通信管理等模塊，對AI算法能力進(jìn)行生命周期管理和按需部署。后續(xù)，會(huì)逐步定義統(tǒng)一的AI能力接口，便于AI能力的分布式調(diào)用。同時(shí)，提供適配不同推理框架層級(jí)的統(tǒng)一推理接口。README

泛Sensor泛Sensor中包含傳感器和小器件，傳感器用于偵測環(huán)境中所發(fā)生事件或變化，并將此消息發(fā)送至其他電子設(shè)備，小器件用于向外傳遞信號(hào)的設(shè)備，包括馬達(dá)和LED燈，對開發(fā)者提供控制馬達(dá)振動(dòng)和LED燈開關(guān)的能力。README

電源管理電源管理子系統(tǒng)主要提供了電池、充放電狀態(tài)查詢能力和系統(tǒng)電源管理服務(wù)能力，目前主要包括電量查詢和亮滅屏控制鎖的能力。README

升級(jí)服務(wù)升級(jí)服務(wù)是提供設(shè)備遠(yuǎn)程升級(jí)的能力，可以讓你的設(shè)備輕松支持OTA升級(jí)能力。目前僅支持全量包升級(jí)方式，全量包是將新系統(tǒng)全部內(nèi)容做成升級(jí)包，進(jìn)行升級(jí)。README

編譯構(gòu)建編譯構(gòu)建提供了一個(gè)在GN與ninja基礎(chǔ)上的編譯構(gòu)建框架。支持以下功能：1.構(gòu)建不同芯片平臺(tái)的產(chǎn)品。如：Hi3518EV300平臺(tái)的ipcamera產(chǎn)品，Hi3516DV300平臺(tái)的ipcamera產(chǎn)品，Hi3861平臺(tái)的WLAN模組產(chǎn)品。2.構(gòu)建HPM包管理配置生成的自定義產(chǎn)品。README

驅(qū)動(dòng)OpenHarmony驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)采用C面向?qū)ο?a target="_blank">編程模型構(gòu)建，通過平臺(tái)解耦、內(nèi)核解耦，兼容不同內(nèi)核，提供了歸一化的驅(qū)動(dòng)平臺(tái)底座，旨在為開發(fā)者提供更精準(zhǔn)、更高效的開發(fā)環(huán)境，力求做到一次開發(fā)，多系統(tǒng)部署。README

快速入門

入口：https://gitee.com/openharmony/docs/blob/master/zh-cn/device-dev/quick-start/Readme-CN.md

開發(fā)板類型簡述鏈 接

Hi3861開發(fā)板Hi3861 WLAN模組是一片大約2cm*5cm大小的開發(fā)板，是一款高度集成的2.4GHz WLAN SoC芯片，集成IEEE 802.11b/g/n基帶和RF（Radio Frequency）電路。支持OpenHarmony/Huawei LiteOS和第三方組件?？焖偃腴T

Hi3516開發(fā)板Hi3516DV300作為新一代行業(yè)專用Smart HD IP攝像機(jī)SOC，集成新一代ISP、業(yè)界最新的H.265視頻壓縮編碼器，同時(shí)集成高性能NNIE引擎?？焖偃腴T

Hi3518開發(fā)板Hi3518EV300作為新一代智慧視覺處理SOC，集成新一代ISP(Image Signal Processor)以及業(yè)界最新的H.265視頻壓縮編碼器?？焖偃腴T

代碼倉地址

OpenHarmony主庫組織地址：https://gitee.com/openharmony

OpenHarmony歸檔組織地址：https://gitee.com/openharmony-retired

開發(fā)者文檔

簡體中文：OpenHarmony開發(fā)者文檔

English Version：OpenHarmony Documentation

源碼下載

獲取OpenHarmony源碼：下載說明

如何參與

參與社區(qū)：社區(qū)介紹鏈接

參與貢獻(xiàn)：如何貢獻(xiàn)鏈接

參與API治理：OpenHarmony API治理章程

許可協(xié)議

OpenHarmony主要遵循Apache License V2.0協(xié)議，詳情請參考各代碼倉LICENSE聲明。

OpenHarmony引用三方開源軟件及許可證說明，參考第三方開源軟件說明。