QNX 操作系统 [3] 是成功的微内核操作系统代表, 其广泛部署于汽车等高可靠领域. 学术界成功的 L4 微内核操作系统 [5] 也衍生出世界上第 1 个经过形式化验证的微内核 seL4 [6] , 应用于德国政府安全手 机的操作系统等. 不过, 微内核架构由于较强的隔离性而在时延与性能方面存在不足之处. 近年来, 国 内外工业界对微内核操作系统的研发愈发积极, 例如谷歌 (Google) 公司发布的 Fuchsia 操作系统 4) 、 华为公司发布的鸿蒙操作系统 5) (面向车载领域鸿蒙 VOS 是华为自研的微内核操作系统) 等.简要内核架构将应用程序与操作系统运行在相同特权级别和地址空间中, 主要面向不支持地址空 间隔离和特权隔离等功能的嵌入式计算平台. 该架构操作系统的典型代表是 MS-DOS (microsoft disk operating system) [7] . 这种架构的一个优势在于应用程序和操作系统之间的交互简单且快速, 因为没 有权限级别和地址空间的隔离; 但也正因如此, 应用程序中的错误可能直接导致整个系统崩溃. 除了 MS-DOS 外, 采用该架构的操作系统还包括 FreeRTOS 等, 它们主要运行在微控制单元等相对比较简 单的硬件设备上.外核 (exokernel) [8] 又被称为极限内核, 其设计理念是操作系统内核不应该对硬件资源进行过度 地抽象, 因为过于通用的抽象难以有效契合于各种应用程序需求. 该架构旨在使应用程序拥有选择硬 件资源抽象的能力, 因为应用程序知道什么样的硬件抽象对自身的运行是最佳选择. 该架构的实现方 式是通过将硬件抽象封装到与应用程序直接链接的库操作系统 (LibOS) [9,10] 中, 而库操作系统是应用 程序开发人员自主配置或者是自行开发的. 在运行时, 库操作系统和应用程序运行在同一个地址空间 中且运行在用户态, 外核不提供具体抽象而仅负责保证多个应用程序 (多个库操作系统) 能够安全且 高效地共享硬件资源. 外核架构的应用范围局限性较多, 目前主要是在嵌入式场景和轻量级虚拟机中 有一些应用. 面向较复杂的场景, 库操作系统将会变得非常复杂, 甚至相当于一个完整的宏内核, 从而 丧失外核架构本身的优势. 目前, 在工业互联网和智能物联网中, 不同内核架构的操作系统均有部署, 比如基于宏内核架构的 Windows, Linux, VxWorks, MindSphere 6) , Android Things [11] , SylixOS 7) ; 基 于微内核架构的 QNX [3] , Zephyr 8) , RT-Thread 9) ; 基于简要内核架构的 FreeRTOS、华为 LiteOS-M 10) , 不过它们尚缺乏对于异构计算平台的灵活适应能力.面向异构硬件平台, 操作系统学术界研究者还提出过多内核架构 (包括 fos [12] , Akaros [13] ,4) Google. Fuchsia. https://fuchsia.dev.