峰会回顾第31期 | OpenHarmony生态共建：多种指令集架构芯片适配

演讲嘉宾 | 连志安

回顾整理 | 廖   涛

排版校对 | 李萍萍

嘉宾简介

连志安，江苏润开鸿数字科技有限公司生态技术总监、OpenHarmony龙芯架构SIG组长、《物联网——嵌入式开发实战》作者、华为技术开发专家认证（HDE）、广鸿会创始人、龙芯俱乐部OpenHarmony首席专家。研究领域为：操作系统、嵌入式、物联网、OpenHarmony、内核技术等。 技术经历：最早一批OpenHarmony开发者，一直热衷于OpenHarmony社区布道，为开发者答疑解惑，相关文章累计阅读量超过400万；最早移植MQTT，OneNET等三方组件并开源，移植OpenHarmony到龙芯1C300芯片，2K0500、GD32，STM32等芯片；主导成立OpenHarmony龙芯SIG，推动南向芯片生态的建设。

内容来源

第一届开放原子开源基金会OpenHarmony技术峰会——生态与互联分论坛

视频回顾

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正 文 内 容

基于OpenHarmony行业发行版的芯片适配是点亮亿级行业设备的关键一环，如何进行芯片适配，如何基于芯片拓展OpenHarmony硬件生态？江苏润开鸿数字科技有限公司生态技术总监、OpenHarmony LoongArch SIG组长连志安在第一届OpenHarmony技术峰会上分享了几点思路。

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架构设计

耦合，也就是各模块之间存在依赖关系。解耦，能够降低模块之间的依赖关系，把关系密切的功能放在同一个模块中，尽量不暴露模块内部的细节给其他模块，让各个模块的设计更加独立，而模块之间的关联更加清晰。一般而言，解耦后模块设计复杂度更低，鲁棒性更高，IP能力（可复用性和可移植性）更强。同时，基于解耦的思想，会让芯片适配的工作量大大降低。

OpenHarmony的架构设计基于解耦的思想：按照硬件将层次划分为芯片架构层、片上系统层和单板层，代码设计采用Board和SoC、Arch（架构）。

基于解耦思想，代码目录结构可以相应设计为：board（存放开发板相关代码）、soc（存放soc芯片相关代码）、kernel（存放内核代码）、liteos_m（存放LiteOS-M内核代码）、arch（存放ARCH相关代码）以及vendor（存放厂商相关配置）。

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芯片适配

操作系统移植之前，首先需要确定移植的系统类型：OpenHarmony分为L0、L1、L2的3个级别，对应的，移植的系统类型也主要有以下3个：ARCH级别的移植（全新的架构级别的移植）、SOC级别的移植（已支持的架构做SoC级别的移植）、Board级别的移植（只针对开发板做少量移植适配）。

移植的主要步骤可以概括为：（1）移植准备：搭建编译环境，获取源码，并搭建编译框架；（2）移植内核：移植芯片架构，移植芯片厂商SDK，并添加内核子系统；（3）移植子系统：移植启动、文件、安全、通信、外设驱动以及其他子系统；（4）移植验证：进行OpenHarmony兼容性测试和厂商SDK功能性测试。

其中，SOC级别的移植：如果所选主板的芯片架构在OpenHarmony的ARCH中已有，则只需要移植BSP即可。BSP系统移植主要包含板级驱动适配、HAL层实现、XTS测试套以及业务功能验证4个操作。

ARCH级别的移植：对于轻量系统现在不支持架构的芯片，则需要移植ARCH。ARCH系统移植主要包含芯片初始化、任务调度、终端管理、MPU移植以及系统定时器设置等。在ARCH级别的移植中，liteos-m中主要分为ARCH、Components、Kernel、Utils等模块，硬件相关的代码放在arch目录中，其余为硬件无关的代码。

适配案例可参考OpenHarmony官方gitee主页：https://gitee.com/openharmony/docs/blob/master/zh-cn/device-dev/Readme-CN.md

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硬件生态

硬件生态是整个OpenHarmony基石。要做到生态的繁荣，首先需要支持足够多的设备和更多的用户参与。用户的需求可能是千差万别的，OpenHarmony需要支持更多的适配，包括支持更多的指令集、支持更多的芯片、提供更多的开发板以及提供更多的设备等。

截止至2023年2月，已经有包括轻量系统、小型系统以及标准系统在内的80+商用设备、40+开发板以及40+芯片通过了兼容性测评。同时，在轻量系统方面，OpenHarmony支持的主流架构包括ARM、RISC-V、MIPS、csky、xtensa等，计划适配LoongArch；在小型系统方面，OpenHarmony支持的主流架构包括ARM、MIPS以及LoongArch；在标准系统方面，OpenHarmony支持的主流架构包括ARM、RISC-V等，计划适配X86和LoongArch。

在硬件生态中，芯片生态是关键一环。如下芯片生态作战地图所示，芯片生态涵盖了驱动框架、开发板、驱动外设、芯片厂商、编译构建、芯片指令集以及芯片架构等领域，需要适配更多驱动框架，建立开发板标准，支持更多驱动外设，吸引更多的芯片厂商，并优化和改进编译构建、芯片指令集以及芯片架构等，以此促进芯片生态发展。

在OpenHarmony生态委员会的指导下，已经成立了芯片&开发板工作组，旨在制定OpenHarmony芯片适配标准，制定OpenHarmony芯片适配规划路标、积极与各厂商进行洽谈合作，拓展南向生态，为南向生态中各环节企业提供技术赋能和技术支持。此外，OpenHarmony也成立了OpenHarmony Dev-Board-SIG，旨在组织输出《OpenHarmony富设备/瘦设备核心板规范》，并支持包括润和、软通、深开鸿、九联等在内的多家厂商共计发布的40+款社区OpenHarmony开发板。

目前，基于已适配芯片的OpenHarmony商业产品已覆盖多个主流行业。如教育行业实现了应用开发实验箱、电子学生证以及教育AI主机等；金融行业实现了扫码支付终端、电子签名柜、云音响、智能收款音响以及无线POS终端等；智能家居行业实现了破壁机、加湿器、取暖器、蒸箱、冰箱以及净水器等；交通行业实现了枪机摄像头、交流控制器等；数字政务行业实现了智能零钱宝、智行电子哨兵、广告机以及商务平板等；工业实现了边缘计算小站、智能网关、可燃气体探测器以及ZigBee网关等。OpenHarmony商业产品正在快速迭代，将更广泛、更高效、更高质量的赋能各行各业。

OpenHarmony旨在面向全场景、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。在硬件方面，后续OpenHarmony将支持更多主流芯片，促进硬件生态繁荣。

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审核编辑 黄宇