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RT-Thread Smart開創(chuàng)敏捷式嵌入式操作系統(tǒng)先河

2020-09-07
作者:于寅虎
來源:電子技術(shù)應(yīng)用
關(guān)鍵詞: RT-Thread 嵌入式

日前,上海睿賽德電子科技有限公司宣布推出面向帶MMU的中高端處理器應(yīng)用的混合微內(nèi)核操作系統(tǒng)RT-Thread Smart,這一具備快速啟動、POSIX接口全兼容、開發(fā)調(diào)試便利(支持RT-Thread Studio集成開發(fā)環(huán)境)、應(yīng)用與內(nèi)核分離、高安全性等特性的嵌入式操作系統(tǒng),開創(chuàng)了敏捷式嵌入式操作系統(tǒng)先河。

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當(dāng)前用于MCU上的嵌入式操作系統(tǒng)主要有uc/OS、FreeRTOS 和 RT-Thread ,在帶MMU(Memory Management Unit,內(nèi)存管理單元)的微處理器上,以Linux、Vxworks、QNX為主,國外嵌入式操作系統(tǒng)處于壟斷地位,國產(chǎn)幾乎為空白。


什么是混合微內(nèi)核操作系統(tǒng) 

混合微內(nèi)核操作系統(tǒng)是 RT-Thread 團隊針對目前行業(yè)痛點定義的一款新形態(tài)的操作系統(tǒng),支持將系統(tǒng)服務(wù)組件或驅(qū)動按需納入內(nèi)核態(tài)中運行,以獲得更佳的性能,也支持將系統(tǒng)的大部分系統(tǒng)組件及驅(qū)動移到內(nèi)核之外即用戶態(tài),以一個個單獨的服務(wù)進程運行,內(nèi)核與服務(wù)進程之間通過消息傳遞完成交互。

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從外在看,這種操作系統(tǒng)兼具微內(nèi)核操作系統(tǒng)的特性,又具備了宏內(nèi)核的高性能特性,為開發(fā)者提供了更多系統(tǒng)性能調(diào)優(yōu)方面的可能。


RT-Thread Smart和Linux、RT-Thread的區(qū)別

RT-Thread Smart 定位于成為一個專業(yè)的面向?qū)崟r應(yīng)用場合的高性能混合微內(nèi)核操作系統(tǒng)。填補傳統(tǒng) RTOS 和大型操作系統(tǒng) Linux 之間的空白,在實時性、成本、安全性、啟動速度等方面取得最佳的平衡。

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RT-Thread Smart和Linux相比具有如下七大優(yōu)點:

1、啟動速度最快可在幾百毫秒以內(nèi);2、搶占式調(diào)度內(nèi)核,任務(wù)響應(yīng)性能相比 Linux 更加優(yōu)秀;3、支持POSIX API 規(guī)范,極大程度降低 Linux 開源軟件的移植成本;4、OS占用內(nèi)存空間以及Flash空間極小,可最大化節(jié)約物料成本;5、支持Windows下開發(fā)應(yīng)用程序,開發(fā)環(huán)境更加友好;6、系統(tǒng)和應(yīng)用分離,方便應(yīng)用程序和系統(tǒng)單獨發(fā)布、單獨升級;7、重大組件和服務(wù)運行在用戶態(tài),操作系統(tǒng)更加輕量、安全。

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同時,RT-Thread Smart和RT-Thread相比而言,同樣具備四大不同點:

1、  支持帶MMU的處理器;2、操作系統(tǒng)有用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)兩種運行空間,進程空間互相隔離,用戶態(tài)與內(nèi)核態(tài)相互隔離,驅(qū)動、應(yīng)用程序、服務(wù)組件等可按需運行在內(nèi)核態(tài)或用戶態(tài),架構(gòu)上具備非常容易的可遷移特性;3、支持開源版 RT-Thread API 接口;4、繼承 RT-Thread 十幾年的社區(qū)組件積累,更易獲得豐富的 RT-Thread OS 組件。


高效率、低成本與高安全性

RT-Thread Smart的高效率體現(xiàn)在兩個方面,一是高實時性,采用搶占式調(diào)度內(nèi)核,任務(wù)響應(yīng)性能相比 Linux 更加優(yōu)秀,同時微秒級中斷響應(yīng)能力,能夠第一時間對事件作出處理;二是快速啟動能力,其啟動速度最快可達 300ms 以內(nèi),相比 Linux 動輒十幾秒以上的啟動時間,RT-Thread Smart特別適合汽車儀表盤、工業(yè)控制、AIOT等領(lǐng)域。


低成本是RT-Thread Smart應(yīng)用于下一代嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的又一特征,它占用內(nèi)存空間以及Flash空間極小,可最大化節(jié)約物料成本。同時,由于具備簡便易用特點,同時可以根據(jù)不同客戶需求,提供從鏡像文件到源碼級的不同組合的開發(fā)包,提供簡便的開發(fā)環(huán)境IDE工具、UI設(shè)計器等,從而大幅降低開發(fā)者入門門檻,降低總體開發(fā)成本。


高安全性是這款新一代敏捷操作系統(tǒng)的又一優(yōu)勢,該操作系統(tǒng)有用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)兩種運行空間,而進程空間互相隔離,同時用戶態(tài)與內(nèi)核態(tài)相互隔離,確保應(yīng)用程序出現(xiàn)異常不會擴散到其他進程,進而也不會影響操作系統(tǒng)安全運行。

另外,通過簡單有效的系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn),為構(gòu)建高可信環(huán)境提供堅實基礎(chǔ),內(nèi)核和應(yīng)用分離,重大組件用戶態(tài)化,拒絕不穩(wěn)定因素侵入內(nèi)核。

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基于上述特點,RT-Thread Smart可廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域包括工業(yè)控制、汽車電子、航空航天、消費類電子、教學(xué)與科研等。


繁榮的生態(tài)加持

生態(tài)對于操作系統(tǒng)來說是重中之重,而RT-Thread是國內(nèi)生態(tài)最好的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)之一。在RT-Thread團隊及社區(qū)的持續(xù)經(jīng)營下,RT-Thread裝機量已超過6 億;Github Star數(shù)突破4600;超過10萬的開發(fā)者社區(qū);芯片廠商支持超過80家,原生搭載超過30家;每年超過80場線上線下活動;3本中文書籍,1本英文書籍,豐富的文檔內(nèi)容;300 + 軟件包;羽翼漸豐的大學(xué)計劃,超過60所高校開設(shè)課程,九所高校聯(lián)合實驗室;鏈接產(chǎn)業(yè)上下游的一站式集成開發(fā)環(huán)境RT-Thread Studio???持續(xù)踐行著“無生態(tài)不OS”的理念。


業(yè)界有理由期待,RT-Thread Smart的出現(xiàn)能給嵌入式技術(shù)領(lǐng)域引入新氣象,惠及更多開發(fā)者、企業(yè)、機構(gòu),讓我們開發(fā)產(chǎn)品的過程更加模塊化、更加便利、更加穩(wěn)定,同時,也促進團隊技術(shù)棧的維護成本更低、將更多的精力用在產(chǎn)品創(chuàng)新上,創(chuàng)造更大的社會價值。(RT-Thread官網(wǎng):https://www.rt-thread.org/)

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