Достъпна е операционната система в реално време RT-Thread 5.3

Публикуван е версия RT-Thread 5.3, операционна система в реално време (RTOS) за устройства от интернет на нещата. Системата се развива от 2006 година от общността на китайските разработчици и в момента е портирована за 155 платформи, чипа и микроконтролери, базирани на архитектури x86, ARM, MIPS, C-SKY, Xtensa, ARC и RISC-V. Минималистичната версия на RT-Thread (Nano) изисква само 3 КБ Flash и 1.2 КБ RAM за работа. За IoT устройства, които не са толкова ограничени в ресурсите, се предлага пълнофункционална версия, поддържаща 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 C и се разпространява под лицензия Apache 2.0.

Операционната система се състои от три основни слоя:

• Ядрото, което осигурява изпълнение на задачи в реално време. Ядрото предоставя универсални основни примитиви, обхващащи области като управление на блокировки и синхронизация на данни, планиране на задачи, управление на потоци, обработка на сигнали, опашки за съобщения, управление на таймери и управление на паметта. Специфичните за хардуера характеристики са реализирани на нивото libcpu и BSP, които включват необходимите драйвери и код за поддръжка на CPU.
• Компонентите и услугите, работещи над ядрото, предлагат абстракции като виртуална файлова система, система за обработка на изключения, хранилище в формат ключ/стойност, интерфейс за команден ред FinSH, мрежов стек (LwIP) и мрежови рамки, библиотеки за поддръжка на устройства, звукова подсистема, безжичен стек, компоненти за поддръжка на Wi-Fi, LoRa, Bluetooth, 2G/4G. Модулната архитектура позволява свързване на компоненти и услуги в зависимост от задачите и наличните хардуерни ресурси.
• Пакети за програми. Програмни компоненти от общо предназначение и библиотеки с функции се разпространяват и инсталират под формата на пакети. В момента репозиторият включва над 450 пакета, които предлагат всичко от графични интерфейси, мултимедийни приложения и мрежови приложения до системи за управление на роботи и обработвачи на базата на машинно обучение. В пакетите също са включени двигатели за организиране на изпълнението на програми на езици 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 производителите ST, Winner Micro, MindMotion, Realtek, Infineon, GigaDevice, 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 да се създаде среда, подходяща за системи с ограничени ресурси (минимални изисквания — 3 KB Flash и 1.2 KB RAM).
• Поддръжка на различни стандартни интерфейси за разработка на програми, като POSIX, CMSIS, C++ API. Отделно се разработва прослойка RTduino за съвместимост с API и библиотеки от проекта Arduino.
• Възможност за разширение чрез система от пакети и плъгини.
• Поддръжка за разработка на приложения за високо производствено обработване на информация.
• Гъвкава система за управление на захранването, позволяваща автоматично превеждане на устройството в режим на сън и динамично управление на напрежението и честотата в зависимост от натоварването.
• Поддръжка на хардуерни средства за шифроване и дешифроване, предоставяне на библиотеки с различни криптографски алгоритми.
• Унифициран интерфейс за достъп до периферни устройства и допълнителен хардуер.
• Виртуална файлова система и наличието на драйвери за файлови системи 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 дистанционно разпространение и инсталиране на актуализации, поддържаща шифроване и верификация с цифров подпис, възобновяване на прекъснати инсталации, възстановяване след срив, откат на промени и др.
• Система динамично зареждащи се модули на ядрото, позволяваща отделно да се събират и разработват компоненти на ядрото и динамично да се зареждат при необходимост.
• Поддръжка на различни външни пакети, например, Yaffs2, SQLite, FreeModbus, Canopen и т.н.
• Възможност за директна компилация на BSP пакет (Board Support Package) с компоненти за поддръжка на определена хардуерна платформа и неговото зареждане на платката.
• Наличие на емулатор (BSP qemu-vexpress-a9), позволяващ разработката на приложения без използването на реални платки.
• Поддръжка на стандартни компилатори и инструменти за разработка като GCC, MDK Keil и IAR.
• Развитие на собствена интегрирана среда за разработка RT-Thread Studio IDE, позволяваща създаване и отстраняване на приложения, зареждане на платките и управление на настройките. Плъгини за разработка на софтуер за RT-Thread също са достъпни за Eclipse и VS Code.
• Наличие на конзолен интерфейс Env, опростяващ създаването на проекти и настройката на средата.

Сред промените в новия релийз:

• Разширена поддръжка за разработка на компоненти на езика Rust. Добавени са Rust обвивки за потоци, мютекси, семафори, опашки за съобщения, а също и операции с памет, време и файлове. Реализирани са компоненти за интеграция с SCons и Cargo. Осигурено е автоматично разпознаване на целеви платформи ARM, AArch64 и RISC-V. Добавени са процедурни макроси за инициализация и регистрация на команди.
• За микроконтролерите Cortex-M е включена поддръжка на стандарта Open Firmware с описание на периферията чрез Device Tree.
• Добавена е поддръжка за VirtIO 1.2 с възможност за използване на опашки за пакети, транспорт MMIO/PCI и синхронизация DMA. Добавени са VirtIO драйвъри 9P, crypto, RNG, SCMI и SCSI. Обновени са VirtIO драйвъри за мрежа, блокови устройства, конзоли, входни устройства и GPU.
• Добавен е фреймуърк DVFS (Динамично управление на напрежението и честотата) за динамично управление на честотата на CPU и устройства. Осигурена е интеграция с фърмуера ARM SCMI за управление на енергопотреблението. Подобрено е управлението на охладителите.
• Добавена е поддръжка за TEE среди (Trusted Execution Environment) и механизъм за обмен на съобщения RPMSG (Remote Processor Messaging).
• Реализирана е поддръжка на Unix сокети.
• Добавена е поддръжка на механизми за защита на безжични мрежи WPA3, EA (Enterprise Authentication), WAPI, OWE и DPP.
• Добавена е поддръжка на протокола за синхронизация на времето PTP (Precision Time Protocol).
• Добавен е фреймворк Clock Time за работа с времето, който поддържа високо точни таймери и синхронизация на времето от множество източници. Новият фреймворк заменя предишно използваните компоненти ktime, cputime и hwtimer.
• Реализирана е файлова система 9PFS, използвана за обмен на файлове между хост среда и виртуални машини.
• В реализирания lwP (Lightweight Process) е добавена поддръжка за ARM архитектура и механизма vDSO (virtual dynamic shared object), който позволява прехвърлянето на обработчици от ядрото в потребителското пространство и избягването на превключвания на контекст.
• В ядрото е реализирана поддръжка за 8- и 16-битови атомарни операции.
• Добавена е поддръжка за симетрична многоядрена обработка (SMP) за RISC-V процесори от серия XuanTie C/R и емулатор QEMU virt64.
• Обновен е USB стек CherryUSB 1.6.1.
• Добавени са нови DM драйвери (Device Manager) за UFS, AHCI, NVMe, Ethernet, Intel HDA, джойстици и сензорни екрани.

Източник: opennet.ru