Достъпна е операционната система в реално време RT-Thread 5.0

Публикувано е издание на RT-Thread 5.0, операционна система в реално време (RTOS) за устройства на интернет на нещата. Системата се развива от 2006 година от общността на китайските разработчици и в момента е портрана за почти 200 платформи, чипа и микроконтролера на базата на архитектури x86, ARM, MIPS, C-SKY, Xtensa, ARC и RISC-V. Минималната версия на RT-Thread (Nano) изисква само 3 КБ Flash и 1.2 КБ RAM за работа. За IoT устройства, с значителни ресурси, се предлага пълнофункционална версия, която поддържа управление на пакети, конфигуратори, мрежов стек, пакети с графичен интерфейс, системи за гласово управление, СУБД, мрежови услуги и платформи за изпълнение на скриптове. Кодът е написан на езика C и се разпространява под лицензия Apache 2.0.

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).
  • 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.

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).

Сред новите възможности, добавени в версия 5.0, можем да отбележим значително подобрение в поддръжката на многоядрени и многопоточни системи (например, мрежовия стек и файловите системи са адаптирани за работа в многопоточен режим, а планировчикът е разделен на варианти за едноядрени системи и SMP). Добавена е реализация на TLS (Thread Local Storage). Поддръжката на чипове Cortex-A е значително подобрена. Поддръжката на 64-битови системи е също така значително подобрена (TCP/IP стек и файловите системи са валидирани за 64-битови системи). Интегрирани са компоненти за управление на Flash паметта. Инструментариумът за създаване на драйвери е преработен.

Източник: opennet.ru