Опубликован выпуск RT-Thread 5.3, операционной системы реального времени (RTOS) для устройств интернета-вещей. Система развивается с 2006 года сообществом китайских разработчиков и в настоящее время портирована для 155 плат, чипов и микроконтроллеров на базе архитектур x86, ARM, MIPS, С-SKY, Xtensa, ARC и RISC-V. Минималистичная сборка RT-Thread (Nano) требует для работы всего 3 КБ Flash и 1.2 КБ ОЗУ. Для IoT-устройств, сильно не ограниченных в ресурсах, предлагается полнофункциональная версия, поддерживающая управление пакетами, конфигураторы, сетевой стек, пакеты с реализацией графического интерфейса, системы голосового управления, СУБД, сетевых сервисов и движков для выполнения скриптов. Код написан на языке Си и распространяется под лицензией Apache 2.0.
Операционную систему образуют три базовых слоя:
- Ядро, обеспечивающее выполнение задач в режиме реального времени. Ядро предоставляет универсальные базовые примитивы, охватывающие такие области, как управление блокировками и синхронизацией данных, планирование задач, управление потоками, обработка сигналов, очереди сообщений, управление таймером, управление памятью. Специфичные для аппаратного обеспечения особенности реализованы на уровне libcpu и BSP, которые включают необходимые драйверы и код для поддержки CPU.
- Компоненты и сервисы, работающие поверх ядра и предлагающие такие абстракции как виртуальная файловая система, система обработки исключений, хранилище в формате ключ/значение, интерфейс командной строки FinSH, сетевой стек (LwIP) и сетевые фреймворки, библиотеки для поддержки устройств, звуковая подсистема, беспроводной стек, компоненты для поддержки Wi-Fi, LoRa, Bluetooth, 2G/4G. Модульная архитектура позволяет подключать компоненты и сервисы в зависимости от своих задач и имеющихся аппаратных ресурсов.
- Пакеты программ. Программные компоненты общего назначения и библиотеки функций распространяются и устанавливаются в форме пакетов. В настоящее время репозиторий включает более 450 пакетов, предлагающих от графических интерфейсов, мультимедийных приложений и сетевых приложений до систем управления роботами и обработчиков на базе машинного обучения. В пакетах также поставляются движки для организации выполнения программ на языках Lua, JerryScript, MicroPython, PikaScript и Rust (rtt_rust).
Особенности платформы:
- Поддержка архитектур:
- ARM Cortex-M0/M0+/M3/M4/M7/M23/M33 (поддерживаются микроконтроллеры таких производителей, как 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, HPMicro).
- ARC (SYNOPSYS)
- DSP (TI).
- C-Sky.
- x86.
- Расширяемая модульная архитектура, позволяющая сформировать окружение, подходящее для систем с ограниченными ресурсами (минимальные требования - 3 КБ Flash и 1.2 КБ ОЗУ).
- Поддержка различных стандартных интерфейсов для разработки программ, таких как POSIX, CMSIS, C++ API. Отдельно развивается прослойка RTduino для совместимости с API и библиотеками проекта Arduino.
- Возможность расширения через систему пакетов и подключаемых компонентов.
- Поддержка разработки приложения для высокопроизводительной обработки информации.
- Гибкая система управления питанием, позволяющая автоматически переводить устройство в режим сна и динамически управлять напряжением и частотой в зависимости от нагрузки.
- Поддержка аппаратных средств для шифрования и расшифровки, предоставление библиотек с различными криптографическими алгоритмами.
- Унифицированный интерфейс для доступа к периферийным устройствам и дополнительному оборудованию.
- Виртуальная ФС и наличие драйверов для таких ФС, как FAT, UFFS, NFSv3, ROMFS и RAMFS.
- Стек протоколов для TCP/IP, Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth, NB-IoT, 2G/3G/4G, HTTP, MQTT, LwM2M и т.п.
- Система удалённой доставки и установки обновлений, поддерживающая шифрование и верификацию по цифровой подписи, возобновление прерванной установки, восстановление после сбоя, откат изменений и т.п.
- Система динамически загружаемых модулей ядра, позволяющая отдельно собирать и разрабатывать компоненты ядра, и динамически загружать их при появлении необходимости.
- Поддержка различных сторонних пакетов, например, Yaffs2, SQLite, FreeModbus, Canopen и т.п.
- Возможность прямой компиляции BSP-пакета (Board Support Package) с компонентами для поддержки определённой аппаратной платформы, и его загрузки на плату.
- Наличие эмулятора (BSP qemu-vexpress-a9), позволяющего разрабатывать приложения без использования реальных плат.
- Поддержка типовых компиляторов и инструментов для разработки, таких как GCC, MDK Keil и IAR.
- Развитие собственной интегрированной среды разработки RT-Thread Studio IDE, позволяющей создавать и отлаживать приложения, загружать их на платы, управлять настройками. Плагины для разработки программ для RT-Thread также доступны для Eclipse и VS Code.
- Наличие консольного интерфейса Env, упрощающего создание проектов и настройку окружения.
Среди изменений в новом выпуске:
- Расширена поддержка разработки компонентов на языке Rust. Добавлены Rust-обвязки для потоков, мьютексов, семафоров, очередей сообщений, а также операций с памятью, временем и файлами. Реализованы компоненты для интеграции с SCons и Cargo. Обеспечено автоматическое определение целевых платформ ARM, AArch64 и RISC-V. Добавлены процедурные макросы для инициализации и регистрации команд.
- Для микроконтроллеров Cortex-M включена поддержка стандарта Open Firmware c описанием периферии через Device Tree.
- Добавлена поддержка VirtIO 1.2 с возможностью использования очередей пакетов, транспортов MMIO/PCI и синхронизации DMA. Добавлены VirtIO-драйверы 9P, crypto, RNG, SCMI и SCSI. Обновлены VirtIO-драйверы для сети, блочных устройств, консоли, устройств ввода и GPU.
- Добавлен фреймворк DVFS (Dynamic Voltage and Frequency Scaling) для динамического управления частотой CPU и устройств. Обеспечена интеграция с прошивкой ARM SCMI для управления энергопотреблением. Улучшено управление кулерами.
- Добавлена поддержка TEE-окружений (Trusted Execution Environment) и механизма обмена сообщениями RPMSG (Remote Processor Messaging).
- Реализована поддержка Unix-сокетов.
- Добавлена поддержка механизмов защиты беспроводных сетей WPA3, EA (Enterprise Authentication), WAPI, OWE и DPP.
- Добавлена поддержка протокола синхронизации времени PTP (Precision Time Protocol).
- Добавлен фреймворк Clock Time для работы со временем, поддерживающий высокоточные таймеры и синхронизацию времени по нескольким источникам. Новый фреймворк пришёл на смену ранее используемым компонентам ktime, cputime и hwtimer,
- Реализована файловая система 9PFS, применяемая для обмен файлами между хост-окружением и виртуальными машинами.
- В реализации легковесных процессов lwP (Lightweight Process) появилась поддержка архитектуры ARM и добавлена поддержка механизма vDSO (virtual dynamic shared object), позволяющего перенести обработчики из ядра в пространство пользователя и избежать переключений контекста.
- В ядре реализована поддержка 8- и 16-разрядных атомарных операций.
- Добавлена поддержка симметричной мультипроцессорности (SMP) для RISC-V процессоров серии XuanTie C/R и эмулятора QEMU virt64.
- Обновлён USB-стек CherryUSB 1.6.1.
- Добавлены новые DM-драйверы (Device Manager) для UFS, AHCI, NVMe, Ethernet, Intel HDA, джойстиков и сенсорных экранов.
Источник: https://www.opennet.ru/opennews/art.shtml?num=66255
