广告

卡我们脖子的,从来不是只有硬件

时间:2020-09-09 作者:邵乐峰 阅读:
微内核技术用于嵌入式领域尚不多见,源于轻量级实时操作系统的微内核更是有着较大的开创性。但经过2年多的研发,国产RT-Thread Smart微内核操作系统凭借在资源占用、启动时间、实时性指标上取得的优异表现,打破了Vxworks、QNX等国外操作系统长时间以来形成的垄断局面
广告

经过2年多的研发,由上海睿赛德电子科技有限公司开发的RT-Thread Smart微内核操作系统日前揭开了其神秘的面纱,并在资源占用、启动时间、实时性指标上取得了优异的表现,打破了Vxworks、QNX等国外操作系统长时间以来形成的垄断局面。对此,中国工程院院士郑纬民给予了充分肯定,并认为此举对我国嵌入式基础软件的发展意义重大。

没有最好的,只有最合适的

微内核技术用于嵌入式领域尚不多见,源于轻量级实时操作系统的微内核更是有着较大的开创性,相比于Linux,其在工业、国防、电力等行业都有着较为明显的差异化竞争优势和广泛的应用前景。

依然采用开源模式的RT-Thread Smart微内核操作系统主要面向带内存管理单元(Memory Management Unit, MMU)的中高端处理器,具备快速启动、POSIX接口全兼容、开发调试便利(支持RT-Thread Studio集成开发环境)、应用与内核分离、高安全性等特性,尤其适合安防、工业、军工、车载等行业领域,即便在特定的消费电子类应用中也有用武之地。

此前,RT-Thread在面对小资源场景的MCU简单控制时主要采用nano版本,面对中等规模的IoT节点时使用IoT OS版本,加之此番推出的RT-Thread Smart微内核操作系统,RT-Thread成为了为数不多的能够同时为不同IoT应用场景提供OS的厂商。

RT-Thread创始人熊谱翔表示,之所以选择研发RT-Thread Smart微内核操作系统,主要是看到在相当多的应用场景中,例如网关多种协议间的格式转换、安防需要快速启动、高端处理器由于带MMU功能复杂,Linux越来越庞大,传统的IoT OS应用与内核编译在一起后维护代价大,容易带来安全性问题,业界迫切需要一款更小、更快、更安全、可维护性更好的软件开发平台。

以安防中的IPC摄像头为例:尽管Linux仍占主流,但RT-Thread Smart几乎可以实现Linux应用100%兼容,应用移植工作量极少,并且RT-Thread Smart应用开发调试便利性大幅提升,而且启动时间也可以控制在300毫秒内,有图像显示,更加契合IPC摄像头的现实需要。

RT-Thread Smart技术亮点

RT-Thread Smart定位于成为一个专业的面向实时应用场合的高性能混合微内核操作系统,填补传统RTOS和大型操作系统Linux之间的空白,从而在实时性、成本、安全性、启动速度等方面取得最佳的平衡。

内核轻型化、用户态系统服务以及延续RT-Thread API风格是其技术架构,具备完善的用户态环境,延续RT-Thread原有的生态,使用Scons构建,并对接RT-Thread在线软件包。同时支持POSIX,方便Linux应用的移植。

也就是说,宏内核将应用与内核编译在一起,作为一个整体进行维护,优势在于结构化清晰,组件间耦合性低,资源占用精炼,可进行高度定制化,但缺点是功能复杂,维护代价大,容易带来安全性问题;而微内核的好处是内核轻型化,可拆卸,可重启,安全性更好,相互之间内存隔离。在RT-Thread Smart中,消息数据放于共享内存空间中,以共享内存方式解决进程与间数据地址的问题,免去数据复制开销。同时,不同模块进程间以消息方式传递数据,仅消息句柄,速度快、效率高。 

看一看具体的性能表现:

  • 资源占用:相对于裁剪版的Linux压缩后内核占用3.57MB、根文件系统5MB、内存占用17.4MB来说,RT-Thread Smart压缩后内核只有217KB,跟文件系统127kB,内存占用1.9MB。
  • 启动时间:使用宏内核的方式将“RT-Thread+文件系统+网络协议栈+多媒体”的启动时间需要3~5秒,Linux启动时间在5-10秒,而使用RT-Thread Smart启动只需要不到500毫秒。在带图形系统的情况对比启动时间RT-Thread Smart+柿饼UI启动只要1.7秒,远快于Linux的14.4秒。

  • 实时性:中断延时<1us,能够满足苛刻的高实时性场合

图形用户界面继续支持RT-Thread“柿饼”UI。为了最大程度地降低上手难度,在“柿饼”中复杂的UI效果都被封装成一个个的控件,设计人员只需通过拖—摆—轻配,就能完成整个UI效果的设计,所见即所得。同时,柿饼UI也强调快捷的开发方式,采用了美工+“前端”模式的设计理念,类似前端的小程序编程,使用JavaScript脚本语言来编写用户业务逻辑。

在对各种架构处理器的支持方面,RT-Thread Smart支持采用Arm内核的全志Cortex-A、Xilinx Zynq、树莓派;龙芯2K(64位处理器);RISC-V处理器(未来全志推出的RISC-V处理器也将搭载RT-Thread Smart)。同时在一站式开发工具RT-Thread Studio集成开发环境(IDE)中集成了RT-Thread Smart,进一步降低使用门槛,提升工作效率。

如前文所述,站在开源社区与商业的十字路口,RT-Thread 团队选择了社区,选择了开源,采用Apache  License v2.0!RT-Thread Smart代码进行开源前的整理审查后,预计10月份开源在代码托管平台,而RT-Thread合作伙伴即刻可获取到代码及相关支持。

破生态之殇,创技术之新

这是RT-Thread COO邹诚的演讲主题。在他看来,包括安防和图像、智慧城市和工业、智能家居、智能硬件在内的AIoT市场,一方面要求智能终端具有图形交互、应用分离与安全、边缘计算与端云一体化、AI与多媒体化的技术趋势,另一方面又要求智能终端具备实时性、低成本、快速启动等特性。这就促使终端技术开发平台必须尽快从单一的RTOS(实时操作系统)内核,升级为具备丰富中间组件和软件包的IoT OS(物联网操作系统)以提高开发效率,从多芯多OS升级为软件和应用可复用的、统一的OS平台以提升人才的管理和效率。

目前,在RT-Thread团队及社区的持续经营下,RT-Thread装机量已超过6 亿;Github Star数突破4600;超过10万的开发者社区;芯片厂商支持超过80家,原生搭载超过30家;每年超过80场线上线下活动;3本中文书籍,1本英文书籍,丰富的文档内容;300 +软件包;羽翼渐丰的大学计划,超过60所高校开设课程,九所高校联合实验室;再加上链接产业上下游的一站式集成开发环境RT-Thread Studio,“无生态不OS”的理念正在得到持续践行。

作为睿赛德科技合作伙伴,龙芯中科副总裁杜安利发表了题为“本体安全下工业互联网软硬件构架”的演讲,不但现场展示了RT-Thread Smart在龙芯2K1000嵌入式芯片平台上的构建方案,还详细介绍了龙芯针对工业互联网场景下的应用案例,包括RT-Thread在内的国产软件平台解决方案,对于未来关键工业领域本体安全的建设提出了系统级的解决方案和展望。

全志科技产品研发中心总经理孙彦邦则从其多年的从业经历分享了产品应用变化到产品技术变化,引出智能设备的OS选择:开源、实时、快启动、模块化、好的生态环境,并表示将在年底推出的RISC-V AP级应用处理器上搭载RT-Thread Smart微内核操作系统以满足多媒体+网络智能设备需求,携手RT-Thread建设更好的开源生态。

邹诚表示,RT-Thread正凭借其灵活性、技术领先性,依托强大的生态,满足产业AIoT自主基础软件平台的需要,以开源为本,通过企业服务、软件授权、增值硬件的模式实现商业价值,同时会探索行业解决方案赋能、平台渠道分成、App Store模式等,推动RT-Thread的商业化。

本文为EET电子工程专辑 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
邵乐峰
ASPENCORE 中国区首席分析师。
  • 未来工厂你不可不知的五大趋势 MathWorks工业自动化和机械领域行业经理Philipp Wallner将未来的工厂称之为“柔性(Flexible)”的,认为市场驱动力源自商品的个性化,并导致系统复杂性显著增加。这样,就需要越来越多的仿真模型去进行参数的调优和设计,需要AI和数字孪生技术用于运行优化,或是对设备进行健康预测。
  • Linux之父警告全球码农:新版核心有Bug,请勿使用 Please, please don't use cowboy kernels in production—especially not this one! Linux之父Torvalds在美国经历了长达六天的断电情况,依旧在月底赶发出来最新的5.12-rc核心代码,但是却在最近警告全球程序员,新版有Bug,请勿使用!!!
  • Wind River Studio:重新定义关键任务智能系统 Wind River Studio是风河公司近期推出的云原生平台,用于关键任务智能系统的开发、部署、运作和服务,能够满足信息安全性、功能安全性和可靠性等方面特别严苛的要求。
  • 硅指纹听说过吗?或为新型的个人隐私保护手段 今年的央视“3·15”晚会,隐私保护成了最大“亮点”。继食品安全、环境安全和健康安全之后,“隐私安全”首次成了央视315的焦点话题。而现如今个人隐私数据受到黑客入侵的新闻报道日渐增多,传统密钥方式也存在着一定风险。于是一项新的技术PUF应运而生,而这项技术的实现难度和前景又如何呢?
  • Arm的十年PC征程,和微软的“暧昧” 近代PC的主流,也就是以macOS和Windows这两个操作系统为代表了。如果只讨论桌面(及服务器)平台的Windows,微软的这个操作系统是有多指令集支持的历史的。Windows NT 4.0及后续更新除了支持x86以外,也对PowerPC、DEC Alpha和MIPS提供支持。不过从Windows 2000开始,微软就彻底抛弃了x86以外的其他平台。Windows早年历史和Arm关联不大……
  • 本土EDA公司华大九天开启上市辅导,拟登陆创业板 2月23日,证监会披露了本土EDA公司华大九天上市辅导信息。华大九天拟首次公开发行股票并在创业板上市,辅导机构为中信证券。20世纪80年代之前,巴黎统筹委员会对中国实施禁运,国外EDA无法进入中国;1988年,中国开始启动国产EDA工具“熊猫系统,1991年正式发布熊猫系统。华大九天董事长刘伟平正是著名的熊猫ICCAD系统工具研发项目的亲历者。2009年,刘伟平带领原华大电子EDA事业部创立华大九天……
  • 小鹏汽车正研发第二代超低空飞行汽 近日,作为国内三大新能源造车新巨头之一小鹏汽车,与蔚来、理想形成三角竞争之势。小鹏汽车的创始人何小鹏的梦想不局限于“地面”,还要让自己的汽车飞上天。何小鹏3月20日参加《遇见大咖》节目表示,2021年底就可以造出适合人们的飞行汽车。
  • 苹果下一代穿戴设备Apple AR预计配 苹果苹果一直在秘密研发未来可能取代手机的终端设备,其中AR智能穿戴Apple AR是其中非常重要的一部分或者说是核心技术。最新消息显示,苹果可能先推出AR头戴装置,并配备眼球追踪系统,以期实现看哪指哪。
  • Maxim最新同步整流DC-DC反相转换器 作为Maxim首款内部集成电平转换器的60V DC-DC反相转换器,这些器件与最接近的竞争方案相比,外部元件数量减少一半、能耗降低35%,从而节省高达72%的电路板空间。
  • 新型智能升压放大器CS35L45打造移 随着消费者越来越多地采用手机的内置扬声器来欣赏音乐、播客,看电影和玩游戏,Cirrus Logic现推出其最新的旗舰级CS35L45升压放大器,可为智能手机、平板电脑和移动游戏设备提供更丰富、更加身临其境的音频体验。
广告
热门推荐
广告
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了