Публикува се операционната система с реално време RT-Thread 5.1

След една година разработка, е налична версия RT-Thread 5.1, операционната система в реално време (RTOS) за устройства от интернет на нещата. Системата се развива от 2006 година от китайската общност на разработчици и в момента е портирована за 154 платформи, чипове и микроконтролери, базирани на архитектури x86, ARM, MIPS, C-SKY, Xtensa, ARC и RISC-V. Минималистичната версия RT-Thread (Nano) изисква за работа само 3 KB Flash и 1.2 KB RAM. За IoT устройства, които не са значително ограничени в ресурсите, е предложена пълнофункционална версия, която поддържа управление на пакети, конфигуриране, мрежов стек, пакети с реализация на графичен интерфейс, системи за гласово управление, СУБД, мрежови услуги и двигатели за изпълнение на скриптове. Кодът е написан на езика Си и се разпространява под лицензия Apache 2.0.

Операционната система се състои от три основни слоя:

• Ядро, което осигурява изпълнение на задачи в реално време. Ядрото предлага универсални базови примитиви, обхващащи области като управление на заключвания и синхронизация на данни, планиране на задачи, управление на потоци, обработка на сигнали, опашки за съобщения, управление на таймери, управление на паметта. Специфични характеристики на хардуера са реализирани на ниво libcpu и BSP, които включват необходимите драйвери и код за поддръжка на CPU.
• Компоненти и услуги, работещи върху ядрото и предлагащи абстракции като виртуална файлова система, система за обработка на изключения, хранилище в формат ключ/стойност, интерфейс на команден ред FinSH, мрежови стек (LwIP) и мрежови фреймворкове, библиотеки за поддръжка на устройства, звукова подсистема, безжичен стек, компоненти за поддръжка на Wi-Fi, LoRa, Bluetooth, 2G/4G. Модулната архитектура позволява свързването на компоненти и услуги в зависимост от конкретните задачи и наличните хардуерни ресурси.
• Пакети програми. Програмни компоненти с общо предназначение и библиотеки с функции се разпространяват и инсталират под формата на пакети. В момента хранилището включва над 450 пакета, предлагащи от графични интерфейси, мултимедийни приложения и приложения за мрежи до системи за управление на роботи и обработчици, базирани на машинно обучение. В пакетите са включени и механизми за организация на изпълнението на програми на езици като Lua, JerryScript, MicroPython, PikaScript и Rust (rtt_rust).

Характеристики на платформата:

• Поддръжка на архитектури:
  • ARM Cortex-M0/M0+/M3/M4/M7/M23/M33 (поддържат се микроконтролери на производители като ST, Winner Micro, MindMotion, Realtek, Infineon, GigaDevic, Nordic, Nuvoton, NXP).
  • ARM Cortex-R4.
  • ARM Cortex-A8/A9 (NXP).
  • ARM7 (Samsung).
  • ARM9 (Allwinner, Xilinx, GOKE).
  • ARM11 (Fullhan).
  • MIPS32 (Loongson, Ingenic).
  • RISC-V RV32E/RV32I[F]/RV64[D] (sifive, Canaan Kendryt, bouffalo_lab, Nuclei, T-Head, HPMicro).
  • ARC (SYNOPSYS)
  • DSP (TI).
  • C-Sky.
  • x86.
• Разширяема модулна архитектура, позволяваща формиране на среда, подходяща за системи с ограничения в ресурсите (минимални изисквания — 3 КБ Flash и 1.2 КБ RAM).
• Поддръжка на различни стандартни интерфейси за разработка на софтуер, като POSIX, CMSIS, C++ API. Отделно се развива прослойка RTduino за съвместимост с API и библиотеки на проекта Arduino.
• Възможност за разширение чрез система от пакети и свързани компоненти.
• Поддръжка на разработка на приложения за висока производителност при обработка на информация.
• Гъвкава система за управление на захранването, позволяваща автоматично превключване на устройството в режим на заспиване и динамично управление на напрежението и честотата в зависимост от натоварването.
• Поддръжка на хардуерни средства за криптиране и декриптиране, предоставяне на библиотеки с различни криптографски алгоритми.
• Унифициран интерфейс за достъп до периферни устройства и допълнително оборудване.
• Виртуална ФС и наличие на драйвери за такива ФС, като FAT, UFFS, NFSv3, ROMFS и RAMFS.
• Стек от протоколи за TCP/IP, Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth, NB-IoT, 2G/3G/4G, HTTP, MQTT, LwM2M и др.
• Система за отдалечена доставка и инсталиране на актуализации, която поддържа криптиране и проверка с цифров подпис, възобновяване на прекъснати инсталации, възстановяване след срив, връщане на промени и др.
• Система с динамично зареждаеми модули на ядрото, която позволява отделно изграждане и разработка на компоненти на ядрото и динамично зареждане при необходимост.
• Подкрепа за различни външни пакети, например Yaffs2, SQLite, FreeModbus, Canopen и др.
• Възможност за директна компилация на BSP пакет (Board Support Package) с компоненти за поддръжка на определена хардуерна платформа и неговото зареждане на платка.
• Наличие на емулатор (BSP qemu-vexpress-a9), който позволява разработка на приложения без използване на реални платки.
• Подкрепа за типични компилатори и инструменти за разработка, като GCC, MDK Keil и IAR.
• Развитие на собствена интегрирана среда за разработка RT-Thread Studio IDE, която позволява създаване и отстраняване на приложения, зареждане на тях на платки, управление на настройки. Плъгини за разработка на приложения за RT-Thread също са налични за Eclipse и VS Code.
• Наличие на конзолен интерфейс Env, който опростява създаването на проекти и настройването на средата.

Сред промените в новото издание:

• В RT-Smart, хибридната операционна система, базирана на RT-Thread, която отделя приложенията от ядрото, е добавена поддръжка по подразбиране за механизмите epoll, eventfd, signalfd, timerfd и select. Реализирана е подсистема на терминален емулятор. Добавена е поддръжка за устройства DFZU2EG MPSoC и cv181x-riscv.
• В RTduino, слой за осигуряване на съвместимост с екосистемата Arduino, е добавена поддръжка за платки raspberry-pico, stm32h503-st-nucleo, stm32h563-st-nucleo, stm32f412-nucleo, stm32f407-rt-spark.
• Актуализирани са външните компоненти, като ssh, sftp, weston и vim.
• Добавена е поддръжка за нови платки и чипове, като HPMicro RISC-V, STM32 Nucleo, Adafruit Metro M4, Seeed Wio-Terminal, ST (stm32L431_tencentos, stm32h7s7-disco, stm32f407-lckfb-skystar, stm32h503-st-nucleo), Renesas (ek-ra8m1, ek-ra8d1, ra8d1-vision-board), AT32 (at32f402-start, at32f405-start), HT32 (ht32f52352, ht32f12366, AVR32 at32uc3a0256, at32uc3b0256), CVITEK (c906_little, cv18xx_risc-v), WCH (yd-ch32v307vct6), HC32 (ev_hc32f4a0_lqfp176, ev_hc32f460_lqfp100_v2), (ev_hc32f448_lqfp80, GD32 gd32407v-lckfb), NXP (frdm-mcxn947, frdm-mcxa153).
• Оптимизирана е работата на планиращите задачи и на CPU. Добавен е слой за абстракция на планиращия rt_sched.
• Извършена е оптимизация на работата в многоядрени системи.
• Предоставена е възможност за свързване на обработчици към операции за алокиране на памет malloc.
• За архитектурите ARM64 и RV64 е реализирана поддръжка на обратна трасировка (backtrace) на ядрото.
• Продължава преходът към нова модел на драйвери за устройства.
• В virtio-драйверите qemu-virt64-aarch64 и qemu-virt64-riscv е добавена поддръжка на SDL2.
• Добавен е фреймворк за разработка на драйвери clk.
• В DFS е добавена конфигурация exfat. Ядрото по подразбиране е преведено на използване на ФС dfsv2.
• Подобрена поддръжката на TTY терминали.
• В системата за вход/изход е добавена поддръжка на флаговете O_DIRECT и O_SYNC.
• В имплементацията на леки процеси lwP (Lightweight Process) функцията wp_new е заменена с lwp_create. Добавена е функцията sys_setitimer.
• В мениджъра на паметта MM е добавена поддръжка за резервиране на памет и е реализирана функцията rt_aspace_mremap_range.
• В Libcpu е добавена поддръжка за ARM Cortex-M85 и Cortex-R52 процесори.

Източник: opennet.ru