智能設備包括很多類，有大有小，例如機器人、無人飛行器、IoT物聯(lián)網(wǎng)設備、智能家居設備、可穿戴設備等等。這些智能設備上的計算中樞和服務器、桌面、平板、手機有著很多不同，各自有各自的特點。在服務器、桌面、手機上，操作系統(tǒng)是成熟的市場，新的操作系統(tǒng)難以獲得機會。針對整個智能設備，這個題目有些大，而且也一直覺得，不同類型的東西它對應的操作系統(tǒng)也不見得就可以統(tǒng)一起來。所以這里只拎出其中的一小部分，只敘述可穿戴類設備的操作系統(tǒng)。

可穿戴設備形態(tài)包括很多種，例如：手環(huán)、手表、眼鏡、虛擬現(xiàn)實頭盔、體溫計、衣服、襪、鞋、帽、戒指、項鏈、心率帶、耳機等。這其中從計算的角度有復雜的也有簡單的，簡單的如溫度計，復雜的如眼鏡、虛擬現(xiàn)實頭盔等，從目前的應用看，首先它不是一個獨立的設備，而一定是一個聯(lián)網(wǎng)的設備，這個網(wǎng)主要的一個是手機，因為手機太普及，是一個很好的通訊橋梁。

在可穿戴設備中需要考慮的計算問題包括：

功耗問題

聯(lián)網(wǎng)問題

人機交互

數(shù)據(jù)采集

體積問題

可穿戴設備操作系統(tǒng)考慮的主要問題是其中的軟件問題，所以我們把關注點更多地放在和軟件相關的部分，體積不在考慮之列(但體積問題又會極大地限制電池的容量，這樣反過來制約了功耗)。按傳統(tǒng)說法，操作系統(tǒng)是計算資源管理者，廣義來說，操作系統(tǒng)更應該考慮用戶的友好性(或者說應用的友好性)。

功耗問題

首先功耗問題關鍵在于硬件，只有硬件層面的功耗降低，才有可能降低整體功耗，增加設備的使用時間。從電路來說，電路的功耗等于：電壓x電流。要想降低功耗，可以降低電壓，也可以降低電流。假定電壓恒定，我們繪制一幅電流按照時間變化的圖，可以得出功耗時：從起點到終點，電流圖上的面積。(如果電壓也變化怎么辦?好吧，繪制一個三維圖，然后計算其中的體積)

功耗電流時序圖

設備運行時，一般不會讓它持續(xù)的全力工作(筆記本也有風扇轉和不轉的時候)，這其中包括了CPU、RAM、閃存、傳感器、外設、無線通信等。理想的狀態(tài)是，當這些資源不使用，能夠停掉，進入睡眠低耗電模式。這些硬件資源的工作電流(激活工作時及休眠省電時)決定了整機的耗電量。需要注意的是，硬件功耗情況，也和它待機時的底電流密切相關，因為休眠時間可能占據(jù)整個時間的90%，休眠低電流是1mA還是100uA，這個差別將直接導致待機時間相差十倍。理想的功耗電流時序圖是，大多數(shù)時候是待機狀態(tài)，電流為0uA，工作時電流上升，但最好是僅僅上升成一個非常細的尖峰，時間段一定要短，這樣面積也相應的小!

對于操作系統(tǒng)來說，它需要恰到好處的關閉不再使用的硬件，包括CPU/RAM/外設等等。另外也需要著重考慮的是，應用本身的耗電情況。例如微信，5分鐘醒來接收一次消息和30秒就收一次消息是完全不一樣的。如何有效管理應用的耗電情況是一個十分值得探索的話題。

聯(lián)網(wǎng)問題

可穿戴設備上低功耗藍牙(BLE，或Bluetooth Smart)比較流行，因為它能夠在連接時保持非常低的電流，激活再行收發(fā)數(shù)據(jù)也非常迅速。不過BLE如果在傳輸數(shù)據(jù)量比較大時，就比較尷尬了，目前它的數(shù)據(jù)傳輸速度非常有限(有所得必有所失嘛)。其他的連接技術還有，2G/3G、Wi-Fi等，Wi-Fi會比較耗電。這些是數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}，對于操作系統(tǒng)來說，更需要提供的是設備、手機和云的數(shù)據(jù)交互便捷性。這部分，JSON作為數(shù)據(jù)交互消息格式有很強的適應性，不管在手機還是在云端都能夠很方便地剝離出其中的有效數(shù)據(jù)，同時即使是人眼來查看這些數(shù)據(jù)也具備良好的可讀性。

人機交互

有一點很明確的是，可穿戴設備不是PC桌面(辦公方式的大屏幕)、手機(便攜方式的小屏幕)，因為體積的關系，能夠提供的只能算微屏幕，或者投影方式(眼鏡)。從交互上說，必然是另外一種人機交互方式，不是鍵盤(Server)，不是鼠標(Desktop)，也不是手指(Phone)。所以想讓Linux用于Desktop，Windows用于Phone，Android用于Wear都有很大挑戰(zhàn)性，原有的應用程序并不能夠無縫遷移。智能設備操作系統(tǒng)需要新的交互方式，或類似于科幻片中的3D手勢交互，或直接的語音智能交互，或腦電波方式的人機思維交互等等，而不再局限于屏幕!也非常有可能，你隨身攜帶的可穿戴設備就是你的交互輸入端。

數(shù)據(jù)采集

可穿戴設備可以想象成另外的觸角，把人(或人周邊的環(huán)境)與計算機網(wǎng)絡(大腦)連接起來了，所以數(shù)據(jù)采集是可穿戴式設備基本功之一。如何采集到數(shù)據(jù)，并靈活運用起來是可穿戴設備主要考慮的問題之一。提供相應的低功耗傳感器框架，并把數(shù)據(jù)方便地派發(fā)到其他的組件(算法，云端)是這類操作系統(tǒng)要重點考慮的問題。

從以上的分析，可穿戴設備操作系統(tǒng)應該具備以下的一些特征：

提供良好的功耗管理，不僅僅包括硬件也應該包括應用的功耗管理;

不局限于屏幕的人機交互方式(屏幕可能僅是提供信息的輔助手段之一);

有效的采集周邊數(shù)據(jù)，并派發(fā)到其他組件(算法軟件、手機或云端);

便利的聯(lián)網(wǎng)能力及交互格式。

智能將主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)上面，可以是第三方定義的算法，也可以是自行進行的算法緯度小調整，而后送到(不同的)計算大腦中，是大腦的一個個觸角。

關于智能手表，再多說兩句。最近Apple Watch已經發(fā)布了，各種體驗滿天飛，其中最被吐槽的還是它的一天18小時的新設定，這也暴露出目前硬件上當前技術的短板。如果我們向后展望3年、5年，誰也不知道到時的具體情況，也許是電池技術的長足長進，也許是芯片及外圍硬件功耗的進一步探低。64位，8核芯片要出現(xiàn)在手表上可能還需要一段時間，手表應該不會是一個計算見長的設備。值得關注的是，ARM新發(fā)布的Cortex-M7核心，在200MHz/300MHz時，Coremark分數(shù)已經達到了1000/1500的分值，這已經可以媲美Cortex-A8的性能了，但它具備非常好的低功耗特性。