电子产品世界

11月16日，小米在「2023小米IoT生态伙伴大会」上宣布全面开源Xiaomi Vela，Vela一词源自拉丁语中船帆的含义，也是南方星空中最亮的星座之一。

Xiaomi Vela是小米基于开源实时操作系统NuttX打造的物联网嵌入式软件平台，能够在各种物联网硬件平台上提供统一的软件服务，支持丰富的组件和易用的框架，打通碎片化的物联网应用场景。

加强物联网领域的竞争力

Xiaomi Vela遵循Apache 2.0开源协议，对个人开发者开放模组、扩展程序、互联互通、小爱语音控制、开发者社区等，将于12月1日正式开放1000名内测名额。

其实Xiaomi Vela三年前就出现了，它是小米在2020年11月推出的物联网软件平台，基于开源实时操作系统（Embedded RTOS）NuttX开发而成。NuttX是由Gregory Nutt在2007年开源的操作系统核心，并在2019年被捐献给Apache软件基金会进行商业化。

Xiaomi Vela继承了NuttX系统的优点，并在此基础上进行了改进和扩展 —— 原生支持POSIX接口的兼容，这意味着可以方便地移植Linux平台的开源库和组件，为开发者提供了更加便利的开发环境；同时，对系统资源的要求较小，但提供了与Linux系统相近的功能和性能，这意味着开发者可以在相对较低的成本下获得高性能的物联网应用。

为什么选择NuttX？

POSIX标准原生支持：NuttX对POSIX API有原生支持，极大的简化开源软件移植，方便代码复用，而其它RTOS通常只兼容少部分的POSIX接口，需要适配层把POSIX API转成内部API。

模块化设计：所有组件甚至组件内部特性，都可以通过配置Kconfig来调整或关闭，可按需对系统进行裁剪，适用于不同产品形态。

代码精简：所有组件都是从头编码，专门对代码和数据做了优化设计，NuttX实现了传统操作系统的所有功能，但是最终生成的代码尺寸还是可以很小（最小配置不到32KB，最大配置不超过256KB）。

功能完整度高：NuttX本身提供了丰富的OS组件，集成了文件系统、网络协议栈、图形库和驱动框架。

从纵向看，NuttX和传统操作系统一样由调度子系统、文件子系统、网络子系统、图形子系统和驱动子系统组成；从横向看，NuttX向上给应用程序提供了POSIX和ANSI定义的标准C/C++接口。

对于没有标准化的组件（比如各种外设），NuttX通常会提供兼容Linux的API。向下NuttX定义了Arch API、块设备驱动接口、网卡驱动接口、display驱动接口，以及各种总线和外设的lower half驱动接口，使得芯片厂商能够规范、快速地完成移植工作。下图中数量众多的蓝色模块就是NuttX实现的各种功能。

NuttX的系统架构子系统介绍

Xiaomi Vela的系统架构

Xiaomi Vela的底层NuttX内核：提供最基本的任务调度、跨进程间通信、文件系统等基础OS功能，同时也提供简洁高效的设备驱动、轻量级的TCP/IP协议栈和电源管理等组件。

Xiaomi Vela的应用框架：分为上下两层。上层是针对不同的物联网应用而开发的定制，其中包括多媒体应用框架、传感器应用框架、Cloud SDK和AI SDK等。多媒体应用框架提供了音频、视频等多媒体处理能力，开发者可以利用这些能力开发出音视频播放、录制等应用；传感器应用框架则提供了与各种传感器交互的接口和方法，开发者可以方便地获取传感器数据并进行处理；Cloud SDK和AI SDK提供了与云平台和人工智能技术相关的接口和工具，使得开发者能够将物联网设备与云端进行连接，并实现更加智能化的功能。

下层是为扩展系统服务提供支持，包括蓝牙连接、OTA服务、数据本地存储服务、安全服务，以及图形用户界面和脚本语言的支持等。蓝牙连接框架使得物联网设备可以与其他设备进行无线连接，实现设备之间的数据交互；OTA服务框架则为设备的远程升级提供了支持，开发者可以通过OTA服务框架对设备进行固件升级，提供更好的用户体验；数据本地存储服务框架提供了对设备本地数据的管理和存储能力，开发者可以方便地进行数据的存储和读取；安全服务框架则保障了物联网设备的数据安全和通信安全，提供了加密、认证等安全机制；图形用户界面和脚本语言的支持使得开发者可以通过图形界面进行交互式开发，并通过脚本语言实现更加灵活的应用逻辑。

Xiaomi Vela的开发者工具：除了常见的Logger和Debugger工具，还提供Emulator工具来帮助开发者提升调试效率，使用Emulator开发者可以利用PC端丰富的调试工具和调试信息，降低嵌入式系统开发和调试的难度。

Xiaomi Vela快应用开发工具

随Xiaomi Vela一同发布的还有Aiot-IDE，官方称这是用于开发Xiaomi Vela快应用的工具，在小米智能穿戴（Wearable）设备上进行应用开发，此类应用统称为Xiaomi Vela快应用，允许一次开发多设备运行。Aiot-IDE基于VS Code进行开发，此外快应用的开发也类似网页开发。

点击运行，可以启动模拟器，快应用代码可以直接跑起来；点击调试，也可以启动模拟器，并且打开调试窗口，调试窗口与chrome调试面板类似；点击打包，可以将快应用代码打包成一个测试的rpk包；点击发布，可以将快应用代码打包成一个正式的rpk包。

随着物联网应用的不断增多和复杂性的提升，操作系统需要更好地支持设备之间的互联互通，并提供更强大的安全性和稳定性。小米推出Vela系统是为了加强其在物联网领域的竞争力。

除了Xiaomi Vela，小米在物联网领域还有其他的布局和产品。小米推出了一系列智能家居产品，如智能摄像头、智能插座、智能灯泡等，这些产品可以通过Vela实现互联互通。其次，小米还开展了智能穿戴设备的研发，如智能手环、智能手表等，这些设备也可以通过Vela系统与其他智能设备进行数据交互和控制。

此外，小米还在智能汽车领域有所布局，推出了小米汽车解决方案，以实现智能车联网。最新消息显示，11月15日，在工信部发布的新产品公示中，两款小米的纯电动轿车在列，显示企业名称为“北京汽车集团越野车有限公司”，意味着小米的首车SU7可能会先和北汽合作生产。

小米对于物联网的战略是通过提供完整的生态系统，以满足用户在不同场景下的物联网需求，结合眼下小米汽车的推出，小米“人车家”全生态即将完成闭环，联动已蓄势待发。Xiaomi Vela即可以用来满足小米在物联网领域的需求，也成功将汽车、手机和穿戴等设备联连成一张网。

HyperOS的诞生

在万物互联时代，各种设备涉及的操作系统分支之复杂、数量之庞大，不同系统及协议之间造成的生态连接隔阂，可能超过了很多人的想象。如何将MIUI、Vela、Mina、车机OS四个系统进行融合，小米已经到了需要跨越的时刻。

当小米澎湃OS正式版在10月17日完成封包后，雷军第一时间通过微博向外官宣。而这项工作，小米从2017年就已经开始了，目标就是以一套融合的系统框架统一支持全生态设备与应用，才有了今天的澎湃OS（HyperOS）。澎湃OS是基于AOSP和Vela的融合系统，根据小米官方的说法，澎湃OS是基于深度进化的Android以及自研的Vela系统融合，重写底层构架，和华为鸿蒙OS相似。

在内核层，澎湃OS融合了Linux原生内核和自研的Vela内核，重构了性能调度、任务管理、内存管理、文件管理等各个基础模块，支持200多个处理器平台、20多种文件系统。另外，经过深入内核的底层重构，澎湃OS罕见地将出厂固件控制在8.75GB以下，对比苹果iOS当前的固件大小为11.36GB。

在系统内核层之上的服务与框架层，澎湃OS并没有舍弃Android服务，而是将其服务框架和自研Vela系统的服务框架，都纳入其中：全新打造了8大子系统，并且其中全新的AI子系统融合大模型能力，成为整个系统的“智能大脑”。

而HyperConnect跨端层，澎湃OS则是打破了硬件设备的隔阂，让所有设备可以统一连接协议，并且实时通信，最终构建“人车家”全生态的智能世界。在整个OS搭建过程中分歧点主要是在汽车OS的架构设计上，相较于手机和IoT终端，车机OS搭建就要显得复杂很多，例如主动驾驶、座舱的屏幕、车机互联以及底层的车控设计到大量的整合，是一个庞大的工程问题。

值得一提的是，澎湃OS打造了贯穿内核层、服务框架层、跨端层的全端安全系统，尤其是内核层启用了完全独立的「自研微内核安全系统」，保障了安全从最底层实现。

澎湃OS与MIUI的区别

澎湃OS相较于MIUI有着明显的区别。MIUI作为小米早期推出的系统，虽然在用户群体中很受欢迎，但随着小米生态设备种类的增多，MIUI的版本也变得越来越多样化，与物联网设备的兼容性也变得不稳定。这导致了用户在使用不同设备时，界面和体验上的不一致性，影响了整体的用户体验。为了解决这个问题，小米推出了澎湃OS。

澎湃OS通过基于深度定制的安卓系统与Vela系统的整合，实现了所有小米设备的统一操作界面和使用体验。澎湃OS不仅适配小米手机，还能应用于小米的各类生态设备，如小米电视、空调、冰箱、洗衣机等。这样一来，不论用户使用何种小米设备，都能享受到统一的操作界面、一致的交互逻辑和流畅的使用体验，解决了MIUI系统碎片化的问题，为小米品牌的一体化发展打下了基础。

可以看出，小米已经在为扩大澎湃OS的生态体系，通过开源平台、能力开放等吸引更多软硬件合作伙伴接入。然而，想要获得更多软硬件厂商和开发者的认可，“姗姗来迟”的小米澎湃OS，要经历市场与时间的双重检验。

关键词： 小米 IoT 澎湃OS HyperOS Vela

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