Dostępny jest system operacyjny czasu rzeczywistego RT-Thread 5.3

Opublikowano wydanie RT-Thread 5.3, systemu operacyjnego czasu rzeczywistego (RTOS) dla urządzeń internetu rzeczy. System jest rozwijany od 2006 roku przez społeczność chińskich deweloperów i obecnie został przeniesiony na 155 płyt, układów i mikrokontrolerów opartych na architekturach x86, ARM, MIPS, C-SKY, Xtensa, ARC i RISC-V. Minimalistyczna kompilacja RT-Thread (Nano) wymaga do działania zaledwie 3 KB pamięci Flash i 1.2 KB RAM. Dla urządzeń IoT, które nie są mocno ograniczone zasobami, oferowana jest pełnofunkcyjna wersja obsługująca zarządzanie pakietami, konfiguratory, stos sieciowy, pakiety z implementacją interfejsu graficznego, systemy sterowania głosowego, bazy danych, usługi sieciowe oraz silniki wykonywania skryptów. Kod jest napisany w języku C i udostępniany na licencji Apache 2.0.

System operacyjny składa się z trzech podstawowych warstw:

• Jądro, zapewniające wykonywanie zadań w czasie rzeczywistym. Jądro dostarcza uniwersalne podstawowe prymitywy obejmujące obszary takie jak zarządzanie blokadami i synchronizacją danych, planowanie zadań, zarządzanie wątkami, obsługa sygnałów, kolejki wiadomości, zarządzanie czasomierzem oraz pamięcią. Specyficzne dla sprzętu cechy są realizowane na poziomie libcpu i BSP, które zawierają niezbędne sterowniki i kod do wsparcia CPU.
• Komponenty i usługi działające na poziomie jądra, oferujące takie abstrakcje jak wirtualny system plików, system obsługi wyjątków, pamięć w formacie klucz/wartość, interfejs wiersza poleceń FinSH, stos sieciowy (LwIP) oraz ramy sieciowe, biblioteki do wsparcia urządzeń, subsystem dźwiękowy, stos bezprzewodowy, komponenty wspierające Wi-Fi, LoRa, Bluetooth, 2G/4G. Modułowa architektura pozwala na podłączanie komponentów i usług w zależności od swoich zadań oraz dostępnych zasobów sprzętowych.
• Pakiety programowe. Ogólne komponenty oprogramowania i biblioteki funkcji są dystrybuowane i instalowane w formie pakietów. Obecnie repozytorium zawiera ponad 450 pakietów, oferujących od graficznych interfejsów użytkownika, aplikacji multimedialnych i aplikacji sieciowych do systemów zarządzania robotami i narzędzi opartych na uczeniu maszynowym. W pakietach dostarczane są również silniki do organizacji wykonania programów w językach Lua, JerryScript, MicroPython, PikaScript i Rust (rtt_rust).

Cechy platformy:

• Wsparcie dla architektur:
  • ARM Cortex-M0/M0+/M3/M4/M7/M23/M33 (obsługiwane mikrokontrolery producentów takich jak 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.
• Rozszerzalna architektura modułowa, umożliwiająca utworzenie środowiska odpowiedniego dla systemów z ograniczonymi zasobami (minimalne wymagania — 3 KB Flash i 1,2 KB RAM).
• Wsparcie dla różnych standardowych interfejsów do programowania, takich jak POSIX, CMSIS, API C++. Osobno rozwijana jest warstwa RTduino dla zgodności z API i bibliotekami projektu Arduino.
• Możliwość rozszerzenia poprzez system pakietów i komponentów plug-in.
• Wsparcie dla tworzenia aplikacji do wysokowydajnego przetwarzania informacji.
• Elastyczny system zarządzania energią, pozwalający na automatyczne przeprowadzanie urządzenia w tryb uśpienia oraz dynamiczne zarządzanie napięciem i częstotliwością w zależności od obciążenia.
• Wsparcie dla sprzętowych rozwiązań do szyfrowania i deszyfrowania, oferujące biblioteki z różnymi algorytmami kryptograficznymi.
• Ujednolicony interfejs do dostępu do urządzeń peryferyjnych i dodatkowego sprzętu.
• Wirtualny system plików i dostępność sterowników dla takich systemów plików jak FAT, UFFS, NFSv3, ROMFS i RAMFS.
• Stos protokołów dla TCP/IP, Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth, NB-IoT, 2G/3G/4G, HTTP, MQTT, LwM2M itd.
• System zdalnej dostawy i instalacji aktualizacji, wspierający szyfrowanie i weryfikację podpisem cyfrowym, wznowienie przerwanej instalacji, przywracanie po awarii, cofanie zmian itp.
• System dynamicznie ładowanych modułów jądra, który umożliwia osobne zbieranie i opracowywanie komponentów jądra oraz ich dynamiczne ładowanie w razie potrzeby.
• Wsparcie dla różnych zewnętrznych pakietów, takich jak Yaffs2, SQLite, FreeModbus, Canopen itp.
• Możliwość bezpośredniej kompilacji pakietu BSP (Board Support Package) z komponentami wspierającymi określoną platformę sprzętową oraz jego załadunku na płytkę.
• Obecność emulatora (BSP qemu-vexpress-a9), który umożliwia rozwijanie aplikacji bez użycia rzeczywistych płytek.
• Wsparcie dla standardowych kompilatorów i narzędzi do rozwoju, takich jak GCC, MDK Keil i IAR.
• Rozwój własnego zintegrowanego środowiska programistycznego RT-Thread Studio IDE, umożliwiającego tworzenie i debugowanie aplikacji, ładowanie ich na płytki oraz zarządzanie ustawieniami. Wtyczki do rozwoju oprogramowania dla RT-Thread są również dostępne dla Eclipse i VS Code.
• Obecność konsolowego interfejsu Env, który upraszcza tworzenie projektów i konfigurację środowiska.

Wśród zmian w nowej wersji:

• Rozszerzono wsparcie dla tworzenia komponentów w języku Rust. Dodano powiązania Rust dla wątków, muteksów, semaforów, kolejek komunikatów, a także operacji na pamięci, czasie i plikach. Zaimplementowano komponenty do integracji z SCons i Cargo. Zapewniono automatyczne wykrywanie docelowych platform ARM, AArch64 i RISC-V. Dodano makra proceduralne do inicjalizacji i rejestrowania poleceń.
• Dla mikrokontrolerów Cortex-M dodano obsługę standardu Open Firmware z opisem urządzeń peryferyjnych za pomocą Device Tree.
• Dodano obsługę VirtIO 1.2 z możliwością korzystania z kolejek pakietów, transportów MMIO/PCI oraz synchronizacji DMA. Dodano sterowniki VirtIO dla 9P, crypto, RNG, SCMI i SCSI. Zaktualizowano sterowniki VirtIO dla sieci, urządzeń blokowych, konsoli, urządzeń wejściowych i GPU.
• Dodano framework DVFS (Dynamic Voltage and Frequency Scaling) do dynamicznego zarządzania częstotliwością CPU i urządzeń. Zapewniono integrację z firmware ARM SCMI do zarządzania zużyciem energii. Ulepszono sterowanie wentylatorami.
• Dodano obsługę środowisk TEE (Trusted Execution Environment) oraz mechanizmu wymiany komunikatów RPMSG (Remote Processor Messaging).
• Zaimplementowano obsługę gniazd Unix.
• Dodano obsługę mechanizmów zabezpieczeń sieci bezprzewodowych WPA3, EA (Enterprise Authentication), WAPI, OWE i DPP.
• Dodano obsługę protokołu synchronizacji czasu PTP (Precision Time Protocol).
• Dodano framework Clock Time do obsługi czasu, który wspiera timery o wysokiej precyzji oraz synchronizację czasu z wielu źródeł. Nowy framework zastąpił wcześniej używane komponenty ktime, cputime i hwtimer,
• Zaimplementowano system plików 9PFS, wykorzystywany do wymiany plików między środowiskiem hosta a maszynami wirtualnymi.
• W implementacji lekkich procesów lwP (Lightweight Process) pojawiła się obsługa architektury ARM oraz dodano wsparcie dla mechanizmu vDSO (virtual dynamic shared object), który pozwala przenieść procedury obsługi z jądra do przestrzeni użytkownika i uniknąć przełączeń kontekstu.
• W jądrze zaimplementowano obsługę 8- i 16-bitowych operacji atomowych.
• Dodano obsługę symetrycznego wieloprocesorowego przetwarzania (SMP) dla procesorów RISC-V z serii XuanTie C/R oraz emulatora QEMU virt64.
• Zaktualizowano stos USB CherryUSB 1.6.1.
• Dodano nowe sterowniki DM (Device Manager) dla UFS, AHCI, NVMe, Ethernet, Intel HDA, joysticków i ekranów dotykowych.

Źródło: opennet.ru