嵌入式操作系统(国产嵌入式操作系统)

RT-Thread Smart 致力于物联网和边缘计算领域的开源。

嵌入式操作系统(国产嵌入式操作系统)

目前对 嵌入式操作系统有巨大的需求,你建立的操作系统最好是开源的。RT-Thread项目的研发团队花了两年时间,研发出了该项目的最新成果:RT-Thread Smart。这是一款微内核的操作系统,主要针对中高端的处理器,如具有内存管理单元(MMU)的 RISC-V 或 Arm Cortex-A,为嵌入式领域的所有行业提供了一个具有竞争力的、基于 POSIX 的软件平台。

谁需要 RT-Thread Smart?

RT-Thread Smart 是一款专业的、高性能的微内核操作系统,用于实时应用。它为所有市场的嵌入式设备提供了开源基础,如安全(IP 摄像头)、工业控制、车载设备、消费电子及其他嵌入式科技应用,可谓一切场景。它的意义在于:不像传统的物联网操作系统,一个微内核的操作系统可以填补传统实时操作系统 RTOS 和相对大型的操作系统如 Linux 之间的空白,实现实时性能、成本、安全、启动速度等等各方面之间的最佳平衡。

RT-Thread Smart 的架构

RT-Thread Smart 通过 MMU 和系统调用将系统分割为内核模式和用户模式,并为每种模式区分了地址空间(一个 32 位系统可以提供 4G 地址空间)。

嵌入式操作系统(国产嵌入式操作系统)

(RT-Thread, CC BY-SA 4.0)

RT-Thread Smart 内核包括平台的基础功能,并支持定制化。RT-Thread Smart 的用户应用环境使用 musl libc来提供POSIX接口调用和 C 语言的运行时支持。它也继承了原始的 RT-Thread 生态系统,使用SCons或者其他编译工具如Autotools、Makefile、CMake等等来支持开发,以及 RT-Thread 开箱即用的在线软件包(撰写本文时超过 342 个)。你甚至可以将 Linux 应用程序(如 wget/cURL、BusyBox、OpenSSL 和 Simple DirectMedia Layer)移植到你的平台。

压缩的 RT-Thread Smart 内核仅 217 KB,搭配一个 127 KB 的根文件系统。大约 2 MB的存储占用。包括了对文件系统、网络协议栈、多媒体的完整支持。RT-Thread 只需要 3 到 5 秒完成启动,而在不运行其他功能组件时,RT-Thread Smart 需要的启动及准备时间不到 500ms。

通过其集成的 Persimmon 用户界面(UI)组件,RT-Thread Smart 从上电到运行 UI 需要大约 1 秒。换句话说,这是一个非常轻巧快速的系统。当然,“实时”不是指启动,而是指系统随着时间推进而表现出的一致性。对于 RT-Thread ,实时性能需要优先考虑,中断时延小于 1μs,满足大部分实时性要求严格的场景需求。

RT-Thread Smart 和 RT-Thread

你可能想知道 RT-Thread Smart 和 RT-Thread 之间的不同。简单来说, RT-Thread Smart 是一个基于 RT-Thread RTOS 的操作系统,但它整合了用户态的处理过程。RT-Smart 的内核部分本质上是 RT-Thread RTOS,它在虚拟地址上运行,增加了进程管理,使用进程间通信机制(IPC)、虚拟内存/地址空间管理、ELF 加载器等等,以上特性全部在 RT-Thread RTOS 内实现,当这些组件被禁用时,RT-Smart 会回归 RT-Thread RTOS。

以下是对比:

RT-Thread RT-Thread Smart
支持芯片 Cortex-M/R、RISC-V RV32IMAC(以及类似)、Cortex-A MPU Cortex-A 等具有 MMU 的 MPU
编译 内核和应用都编译到一个镜像 内核和应用可以被分开编译和运行
存储 使用线性地址空间(即使有 MMU),使用物理地址的虚拟寻址 运行在内核占用超过 1GB 的 32 位操作系统,拥有完整 4G 地址空间的用户态进程彼此隔离,外设驱动程序必须通过虚拟地址访问外设
运行错误 当一个应用程序失败时,整个系统就会崩溃 当应用程序失败时,它不会影响内核和其他进程的执行
运行模式 多线程模型 多进程模型(进程内支持多线程,内核线程由内核支持)
用户模型 单用户模型 单用户模型
API RT-Thread API、POSIX PSE52 RT-Thread API(内核态和用户态),以及完整的 POSIX API
实时性 抢占式硬实时系统 抢占式硬实时系统
资源使用 非常小 相对小
调试 通常需要模拟器调试 支持 GDB 调试,不需要模拟器

RT-Thread RTOS 非常紧凑,它的所有应用和子系统都编译到镜像中,多线程应用运行并分享相同的地址空间。

RT-Thread Smart 是独立的。系统和应用是分别编译和运行的。应用拥有完整且互相隔离的地址空间。它也继承了 RT-Thread 优秀的实时性,同时也具有 POSIX 环境的特性。

类似地,它们都与 RT-Thread API 兼容。RT-Thread RTOS 的应用可以被平滑移植到 RT-Thread Smart。

嵌入式开源

RT-Thread Smart 是一个开源项目,项目地址:GitHub。你可以下载代码和文档,尝试一下,并提交评论和反馈,将该项目传播给更多开源倡导者。嵌入式系统属于它们的用户,有太多的嵌入式开发人员没有找到太多可用的嵌入式系统。

如果你是开发人员,请帮助改进 RT-Thread Smart。随着 RT-Thread 项目的不断推进,我们希望创建物联网和边缘计算的令人激动的开源世界。

via: https://opensource.com/article/21/7/rt-thread-smart

本文由 LCTT原创编译,Linux中国荣誉推出

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