È stata pubblicata la versione RT-Thread 5.3, un sistema operativo in tempo reale (RTOS) per dispositivi IoT. Questo sistema si è sviluppato dal 2006 grazie alla comunità di sviluppatori cinesi ed è attualmente portato su 155 schede, chip e microcontrollori basati su architetture x86, ARM, MIPS, C-SKY, Xtensa, ARC e RISC-V. La versione minimalista di RT-Thread (Nano) richiede solo 3 KB di Flash e 1.2 KB di RAM per funzionare. Per i dispositivi IoT non troppo vincolati in risorse, è disponibile una versione completa che supporta la gestione dei pacchetti, configuratori, stack di rete, pacchetti con interfacce grafiche, sistemi di controllo vocale, database, servizi di rete e motori per l'esecuzione di script. Il codice è scritto in linguaggio C e distribuito con licenza Apache 2.0.
Il sistema operativo è composto da tre strati di base:
- Il kernel, che garantisce l'esecuzione di compiti in tempo reale. Il kernel fornisce primitive di base universali che coprono aree come gestione dei blocchi e sincronizzazione dei dati, pianificazione dei compiti, gestione dei thread, gestione dei segnali, code di messaggi, gestione dei timer, gestione della memoria. Le caratteristiche specifiche per l'hardware sono implementate a livello di libcpu e BSP, che includono i driver necessari e il codice per il supporto della CPU.
- Componenti e servizi che operano sopra il kernel e offrono astrazioni come il file system virtuale, il sistema di gestione delle eccezioni, lo storage in formato chiave/valore, l'interfaccia della riga di comando FinSH, lo stack di rete (LwIP) e framework di rete, librerie per supportare dispositivi, sottosistema audio, stack wireless, componenti per supportare Wi-Fi, LoRa, Bluetooth, 2G/4G. L'architettura modulare consente di collegare componenti e servizi in base alle proprie esigenze e alle risorse hardware disponibili.
- Pacchetti software. I componenti software di uso generale e le librerie di funzioni vengono distribuiti e installati in forma di pacchetti. Attualmente, il repository include oltre 450 pacchetti che offrono interfacce grafiche, applicazioni multimediali e applicazioni di rete, fino a sistemi di gestione dei robot e gestori basati su apprendimento automatico. I pacchetti forniscono anche motori per l'esecuzione di programmi in linguaggi come Lua, JerryScript, MicroPython, PikaScript e Rust (rtt_rust).
Caratteristiche della piattaforma:
- Supporto per le architetture:
- ARM Cortex-M0/M0+/M3/M4/M7/M23/M33 (supportati microcontrollori di produttori come 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.
- Architettura modulare espandibile, che consente di creare un ambiente adatto a sistemi con risorse limitate (requisiti minimi: 3 KB di Flash e 1.2 KB di RAM).
- Supporto di vari standard di interfaccia per lo sviluppo di software, come POSIX, CMSIS, API C++. Si sviluppa separatamente un layer RTduino per la compatibilità con le API e le librerie del progetto Arduino.
- Possibilità di estensione tramite un sistema di pacchetti e componenti plug-in.
- Supporto per lo sviluppo di applicazioni per il processamento ad alte prestazioni.
- Sistema di gestione dell'alimentazione flessibile che consente di mettere automaticamente il dispositivo in modalità di sospensione e di gestire dinamicamente tensione e frequenza in base al carico.
- Supporto per hardware per la crittografia e decrittografia, con la fornitura di librerie con vari algoritmi crittografici.
- Interfaccia unificata per l'accesso ai dispositivi periferici e attrezzature aggiuntive.
- FS virtuale e disponibilità di driver per filesystem come FAT, UFFS, NFSv3, ROMFS e RAMFS.
- Stack di protocolli per TCP/IP, Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth, NB-IoT, 2G/3G/4G, HTTP, MQTT, LwM2M, ecc.
- Sistema di distribuzione e installazione remota degli aggiornamenti, che supporta la crittografia e la verifica tramite firma digitale, il ripristino dell'installazione interrotta, il recupero da guasti, l'annullamento delle modifiche, ecc.
- Sistema di moduli del kernel caricabili dinamicamente, che consente di assemblare e sviluppare componenti del kernel separatamente, e di caricarli dinamicamente all'occorrenza.
- Supporto per vari pacchetti di terze parti, come Yaffs2, SQLite, FreeModbus, Canopen, ecc.
- Possibilità di compilazione diretta del pacchetto BSP (Board Support Package) con componenti per il supporto di una specifica piattaforma hardware, e il suo caricamento sulla scheda.
- Presenza di un emulatore (BSP qemu-vexpress-a9) che consente di sviluppare applicazioni senza utilizzare schede reali.
- Supporto per compilatori e strumenti di sviluppo standard, come GCC, MDK Keil e IAR.
- Sviluppo di un ambiente di sviluppo integrato RT-Thread Studio IDE, che consente di creare e debugare applicazioni, caricandole sulle schede e gestendo le impostazioni. I plugin per lo sviluppo di software per RT-Thread sono disponibili anche per Eclipse e VS Code.
- Presenza di un'interfaccia della console Env, che semplifica la creazione di progetti e la configurazione dell'ambiente.
Tra le novità del nuovo rilascio:
- È stato ampliato il supporto per lo sviluppo di componenti in linguaggio Rust. Sono state aggiunte le librerie Rust per thread, mutex, semafori, code dei messaggi, nonché operazioni su memoria, tempo e file. Sono stati implementati componenti per l'integrazione con SCons e Cargo. È stata garantita la rilevazione automatica delle piattaforme target ARM, AArch64 e RISC-V. Sono stati aggiunti macro procedurali per l'inizializzazione e la registrazione dei comandi.
- Per i microcontrollori Cortex-M è stato incluso il supporto per lo standard Open Firmware con la descrizione delle periferiche tramite Device Tree.
- È stato aggiunto il supporto per VirtIO 1.2 con la possibilità di utilizzare code di pacchetti, trasporti MMIO/PCI e sincronizzazione DMA. Sono stati aggiunti i driver VirtIO per 9P, crittografia, RNG, SCMI e SCSI. I driver VirtIO per rete, dispositivi a blocchi, console, dispositivi di input e GPU sono stati aggiornati.
- È stato aggiunto il framework DVFS (Dynamic Voltage and Frequency Scaling) per la gestione dinamica della frequenza della CPU e dei dispositivi. È stata garantita l'integrazione con il firmware ARM SCMI per il controllo dei consumi energetici. È stato migliorato il controllo dei ventilatori.
- È stato aggiunto il supporto per ambienti TEE (Trusted Execution Environment) e il meccanismo di messaggistica RPMSG (Remote Processor Messaging).
- È stata implementata la supporto per i socket Unix.
- È stato aggiunto il supporto per i meccanismi di protezione delle reti wireless WPA3, EA (Enterprise Authentication), WAPI, OWE e DPP.
- È stato aggiunto il supporto per il protocollo di sincronizzazione del tempo PTP (Precision Time Protocol).
- È stato aggiunto il framework Clock Time per la gestione del tempo, che supporta timer ad alta precisione e sincronizzazione del tempo da più fonti. Questo nuovo framework sostituisce i componenti precedentemente utilizzati ktime, cputime e hwtimer.
- È stata implementata la file system 9PFS, utilizzata per lo scambio di file tra ambienti host e macchine virtuali.
- Nell'implementazione dei processi leggeri lwP (Lightweight Process) è stata aggiunta la supporto per l'architettura ARM e implementato il meccanismo vDSO (virtual dynamic shared object), che consente di spostare i gestori dallo spazio del kernel allo spazio utente ed evitare i passaggi di contesto.
- Nel kernel è stato implementato il supporto per operazioni atomiche a 8 e 16 bit.
- È stato aggiunto il supporto per la multiprocessorità simmetrica (SMP) per i processori RISC-V della serie XuanTie C/R e l'emulatore QEMU virt64.
- Aggiornato lo stack USB CherryUSB 1.6.1.
- Aggiunti nuovi driver DM (Device Manager) per UFS, AHCI, NVMe, Ethernet, Intel HDA, joystick e touchscreen.
Fonte: opennet.ru
