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OpenHarmony开源项目

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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。

以下为OpenHarmony中相关的子系统简介,详细介绍见子系统Readme文档,入口:https://gitee.com/openharmony/docs/tree/master/zh-cn/readme

子系 统

简 介

适用范围

内核

支持适用于嵌入式设备及资源受限设备,具有小体积、高性能、低功耗等特征的LiteOS内核;支持基于linux kernel演进的适用于标准系统的linux内核。

小型系统

标准系统

分布式文件

提供本地同步JS文件接口。

标准系统

图形

主要包括UI组件、布局、动画、字体、输入事件、窗口管理、渲染绘制等模块,构建基于轻量OS应用框架满足硬件资源较小的物联网设备或者构建基于标准OS的应用框架满足富设备(如平板和轻智能机等)的OpenHarmony系统应用开发。

所有系统

驱动

OpenHarmony驱动子系统采用C面向对象编程模型构建,通过平台解耦、内核解耦,兼容不同内核,提供了归一化的驱动平台底座,旨在为开发者提供更精准、更高效的开发环境,力求做到一次开发,多系统部署。

所有系统

电源管理服务

电源管理服务子系统提供如下功能:重启系统;管理休眠运行锁;系统电源状态管理和查询;充电和电池状态查询和上报;显示亮灭屏状态管理,包括显示亮度调节。

标准系统

泛Sensor服务

泛Sensor中包含传感器和小器件,传感器用于侦测环境中所发生事件或变化,并将此消息发送至其他电子设备,小器件用于向外传递信号的设备,包括马达和LED灯,对开发者提供控制马达振动和LED灯开关的能力。

小型系统

多模输入

OpenHarmony旨在为开发者提供NUI(Natural User Interface)的交互方式,有别于传统操作系统的输入,在OpenHarmony上,我们将多种维度的输入整合在一起,开发者可以借助应用程序框架、系统自带的UI组件或API接口轻松地实现具有多维、自然交互特点的应用程序。具体来说,多模输入子系统目前支持传统的输入交互方式,例如按键和触控。

标准系统

启动恢复

启动恢复负责在内核启动之后,应用启动之前的操作系统中间层的启动。并提供系统属性查询、修改及设备恢复出厂设置的功能。

所有系统

升级服务

可支持OpenHarmony设备的OTA(Over The Air)升级。

标准系统

帐号

支持在端侧对接厂商云帐号应用,提供分布式帐号登录状态查询和更新的管理能力。

标准系统

编译构建

编译构建子系统提供了一个基于Gn和ninja的编译构建框架。

所有系统

测试

开发过程采用测试驱动开发模式,开发者基于系统新增特性可以通过开发者自己开发用例保证,对于系统已有特性的修改,也可通过修改项目中原有的测试用例保证,开发者测试旨在帮助开发者在开发阶段就能开发出高质量代码。

所有系统

数据管理

数据管理支持应用本地数据管理和分布式数据管理:

  • 支持应用本地数据管理,包括轻量级偏好数据库,关系型数据库。
  • 支持分布式数据服务,为应用程序提供不同设备间数据库数据分布式的能力。

标准系统

语言编译运行时

语言运行时提供了JS、C/C++语言程序的编译、执行环境,提供支撑运行时的基础库,以及关联的API接口、编译器和配套工具。

所有系统

分布式任务调度

提供系统服务的启动、注册、查询及管理能力。

所有系统

JS UI框架

JS UI框架是OpenHarmony UI开发框架,支持类Web范式编程。

所有系统

媒体

提供音频、视频、相机等简单有效的媒体组件开发接口,使得应用开发者轻松使用系统的多媒体资源。

所有系统

事件通知

公共事件管理实现了订阅、退订、发布、接收公共事件(例如亮灭屏事件、USB插拔事件)的能力。

标准系统

杂散软件服务

提供设置时间的能力。

标准系统

用户程序框架

提供包安装、卸载、运行及管理能力。

所有系统

电话服务

提供SIM卡、搜网、蜂窝数据、蜂窝通话、短彩信等蜂窝移动网络基础通信能力,可管理多类型通话和数据网络连接,为应用开发者提供便捷一致的通信API。

标准系统

公共基础类库

公共基础库存放OpenHarmony通用的基础组件。这些基础组件可被OpenHarmony各业务子系统及上层应用所使用。

所有系统

研发工具链

提供设备连接调试器hdc;提供了性能跟踪能力和接口;提供了性能调优框架,旨在为开发者提供一套性能调优平台,可以用来分析内存、性能等问题。

标准系统

分布式软总线

分布式软总线旨在为OpenHarmony系统提供跨进程或跨设备的通信能力,主要包含软总线和进程间通信两部分。其中,软总线为应用和系统提供近场设备间分布式通信的能力,提供不区分通信方式的设备发现,连接,组网和传输功能;而进程间通信则提供不区分设备内或设备间的进程间通信能力。

所有系统

XTS

XTS是OpenHarmony生态认证测试套件的集合,当前包括acts(application compatibility test suite)应用兼容性测试套,后续会拓展dcts(device compatibility test suite)设备兼容性测试套等。

所有系统

系统应用

系统应用提供了OpenHarmony标准版上的部分系统应用,如桌面、SystemUI、设置等应用,为开发者提供了构建标准版应用的具体实例,这些应用支持在所有标准版系统的设备上使用。

标准系统

DFX

DFX是OpenHarmony非功能属性能力,包含日志系统、应用和系统事件日志接口、事件日志订阅服务、故障信息生成采集等功能。

所有系统

全球化

当OpenHarmony设备或应用在全球不同区域使用时,系统和应用需要满足不同市场用户关于语言、文化习俗的需求。全球化子系统提供支持多语言、多文化的能力,包括资源管理能力和国际化能力。

所有系统

安全

安全子系统包括系统安全、数据安全、应用安全等模块,为OpenHarmony提供了保护系统和和用户数据的能力。安全子系统当前开源的功能,包括应用完整性保护、应用权限管理、设备认证、密钥管理服务。

所有系统

快速入门

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

代码仓地址

OpenHarmony主库组织地址:https://gitee.com/openharmony

OpenHarmonySIG组织地址:https://gitee.com/openharmony-sig

OpenHarmony三方库组织地址:https://gitee.com/openharmony-tpc

OpenHarmony归档组织地址:https://gitee.com/openharmony-retired

开发者文档

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许可协议

OpenHarmony主要遵循Apache License V2.0协议,详情请参考各代码仓LICENSE声明。

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联系方式

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https://openharmony.gitee.com

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