Operativsystemet för realtid RT-Thread 5.1 har publicerats

Efter ett års utveckling är version 5.1 av RT-Thread, operativsystemet i realtid (RTOS) för Internet of Things-enheter, nu tillgänglig. Systemet har utvecklats av ett kinesiskt utvecklargemenskap sedan 2006 och är för närvarande portat för 154 plattformar, chip och mikrokontroller baserade på x86, ARM, MIPS, C-SKY, Xtensa, ARC och RISC-V arkitekturer. Den minimalistiska versionen av RT-Thread (Nano) kräver endast 3 KB Flash och 1,2 KB RAM för att fungera. För IoT-enheter som inte är kraftigt begränsade i resurser erbjuds en fullfjädrad version som stödjer paketadministration, konfigurerare, nätverksstack, paket med grafiska användargränssnitt, röststyrning, databashanterare, nätverkstjänster och motorer för skriptkörning. Koden är skriven i C och distribueras under Apache 2.0-licens.

Operativsystemet består av tre grundläggande lager:

• Kärnan, som säkerställer att uppgifter körs i realtid. Kärnan tillhandahåller universella grundläggande primitiva funktioner som omfattar områden som låsning och datasykronisering, uppgiftsplanering, trådhantering, signalhantering, meddelandeköer, timerhantering och minneshantering. Specifika hårdvarufunktioner implementeras på nivån libcpu och BSP, som inkluderar nödvändiga drivrutiner och kod för att stödja CPU.
• Komponenterna och tjänsterna som arbetar ovanpå kärnan erbjuder sådana abstraktioner som en virtuell filsystem, undantagshanteringssystem, nyckel/värde-lagring, kommandoradsgränssnittet FinSH, nätverksstacken (LwIP) och nätverksramverk, bibliotek för enhetsstöd, ljudsystem, trådlös stack, komponenter för Wi-Fi, LoRa, Bluetooth och 2G/4G. Den modulära arkitekturen möjliggör anslutning av komponenter och tjänster beroende på sina uppgifter och tillgängliga hårdvaruresurser.
• Programpaket. Allmänna programkomponenter och funktionsbibliotek distribueras och installeras i form av paket. För närvarande innehåller lagret över 450 paket som erbjuder allt från grafiska gränssnitt, multimedia-applikationer och nätverksapplikationer till robotstyrningssystem och maskininlärningsbaserade hanterare. I paketen ingår även motorer för att köra program på språken Lua, JerryScript, MicroPython, PikaScript och Rust (rtt_rust).

Plattformens funktioner:

• Stöd för arkitekturer:
  • ARM Cortex-M0/M0+/M3/M4/M7/M23/M33 (stöd för mikrokontroller från tillverkare som 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.
• Modulär arkitektur som kan anpassas för system med begränsade resurser (minimi krav – 3 KB Flash och 1,2 KB RAM).
• Stöd för olika standardgränssnitt för programutveckling, som POSIX, CMSIS, C++ API. En separat lager RTduino utvecklas för kompatibilitet med API och bibliotek från Arduino-projektet.
• Möjlighet till utbyggnad via ett paket- och modulbaserat system.
• Stöd för utveckling av applikationer för högpresterande informationsbearbetning.
• Flexibelt strömsystem som automatiskt kan sätta enheten i viloläge och dynamiskt styra spänning och frekvens beroende på belastning.
• Stöd för hårdvaror för kryptering och dekryptering, tillhandahållande av bibliotek med olika kryptografiska algoritmer.
• Enhetligt gränssnitt för åtkomst till perifera enheter och ytterligare utrustning.
• Virtuellt filsystem och tillgång till drivrutiner för sådana filsystem som FAT, UFFS, NFSv3, ROMFS och RAMFS.
• Protokollstack för TCP/IP, Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth, NB-IoT, 2G/3G/4G, HTTP, MQTT, LwM2M, osv.
• System för fjärrleverans och installation av uppdateringar, som stödjer kryptering och verifiering med digital signatur, återupptagning av avbruten installation, återställning efter krasch, tillbaka-rullning av ändringar osv.
• Ett system för dynamiskt laddningsbara kärnmoduler, som gör det möjligt att separat samla och utveckla kärnkomponenter och dynamiskt ladda dem vid behov.
• Stöd för olika tredjepartspaket, till exempel Yaffs2, SQLite, FreeModbus, Canopen etc.
• Möjlighet att direkt kompilera ett BSP-paket (Board Support Package) med komponenter för stöd av en specifik hårdvaruplattform och ladda det på kortet.
• Närvaron av en emulator (BSP qemu-vexpress-a9) som gör det möjligt att utveckla applikationer utan att använda fysiska kort.
• Stöd för standardkompilatorer och utvecklingsverktyg som GCC, MDK Keil och IAR.
• Utveckling av den egna integrerade utvecklingsmiljön RT-Thread Studio IDE, som gör det möjligt att skapa och felsöka applikationer, ladda dem på kort, och hantera inställningar. Plugins för att utveckla program för RT-Thread finns också tillgängliga för Eclipse och VS Code.
• Närvaron av ett kommandoradsgränssnitt Env, som förenklar skapandet av projekt och inställning av miljön.

Bland förändringarna i den nya versionen:

• I RT-Smart, det hybrida operativsystemet baserat på RT-Thread som separerar applikationer från kärnan, ingår standardmässigt stöd för mekanismer som epoll, eventfd, signalfd, timerfd och select. En terminalemulatorsubsystem har implementerats. Stöd för DFZU2EG MPSoC och cv181x-riscv-enheter har lagts till.
• I RTduino, lagret för att säkerställa kompatibilitet med Arduino-ekosystemet, har stöd lagts till för korten raspberry-pico, stm32h503-st-nucleo, stm32h563-st-nucleo, stm32f412-nucleo och stm32f407-rt-spark.
• Tredjeparts komponenter som ssh, sftp, weston och vim har uppdaterats.
• Stöd har lagts till för nya kort och chip, såsom 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).
• Prestandan hos schemaläggare och CPU har optimerats. En lager för att abstraktionen av schemaläggaren rt_sched har lagts till.
• Prestandan på flerkärniga system har optimerats.
• Möjligheten att koppla handlare till minnesallokeringsoperationer malloc har tillhandahållits.
• För ARM64 och RV64-arkitekturer har stöd för kärnans omvänd spårning (backtrace) implementerats.
• Övergången till en ny enhetsdrivrutinsmodell har fortsatt.
• I virtio-drivrutinerna qemu-virt64-aarch64 och qemu-virt64-riscv har stöd för SDL2 lagts till.
• Ett ramverk för utveckling av clk-drivrutiner har lagts till.
• I DFS har konfigurationen exfat lagts till. Kärnan har som standard omställts att använda filsystemet dfsv2.
• Stödet för TTY-terminaler har förbättrats.
• Stöd för flaggorna O_DIRECT och O_SYNC har lagts till i in-/utmatningssystemet.
• I implementeringen av lätta processer lwP (Lightweight Process) har funktionen wp_new bytts ut mot lwp_create. En ny funktion sys_setitimer har lagts till.
• I minneshanteraren MM har stöd för minnesreservering lagts till och funktionen rt_aspace_mremap_range har implementerats.
• Stöd för ARM Cortex-M85 och Cortex-R52-processorer har lagts till i Libcpu.

Källa: opennet.ru