RT-Thread 3.0 驱动物联网快速发展

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小编:作者/邹诚 睿赛德电子科技 COO 本文引用地址:http://www.eepw/article/201802/375449 *本文源于“嵌入式系统联谊会主题讨论会(总第22次)——物联网操作系统现状与发展前景研讨会”上作者的报

作者/邹诚 睿赛德电子科技 COO

本文引用地址:http://www.eepw/article/201802/375449

*本文源于“嵌入式系统联谊会主题讨论会(总第22次)——物联网操作系统现状与发展前景研讨会”上作者的报告。该会议主办方:嵌入式系统联谊会,时间:2017年11月12日,地点:北京航空航天大学。

我们先来看一下,物联网操作系统所处的一个行业背景。三年前,整个无线SoC、MCU芯片供应,基本上都由国外厂商所垄断,如高通、ST、恩智浦等;但是未来,像乐鑫、GD这样的国产芯片厂商将会逐渐增多,迅速崛起,成为中国市场的主要玩家。其次,业界都有一个共识,中国将主导全球物联网行业的发展,不仅在规模数量上,也包括研发生产、商业模式创新等各个方面,因为中国有很强的制造和供应链优势,中国有很好的创新能力,中国有最大规模的潜在市场。物联网已经进入一个高速发展阶段,但是,一款高质量的、有较好生态基础的物联网操作系统却始终没有出现,这一定程度上阻碍了物联网的发展。市面上用的比较多的是FreeRTOS、uc/OS这样的纯实时操作系统内核,企业各自开发自己的上层软件组件。当然最近几年,行业看到了物联网操作系统的入口价值,纷纷推出平台级的IoT OS。我们RT-Thread,有比较好的生态基础和产品、技术上的优势,但是我们真正强调IoT OS概念,从战略上去重视它,全面执行我们的战略,也就是从半年前才开始的。

RT-Thread诞生于2006年,熊谱翔,睿赛德公司的创始人,源于他对实时操作系统的极度热爱及他的天赋,开始一行一行代码地编写内核及上面的软件组件,包括虚拟文件系统、GUI图形库和控制台调试工具等等,例如,我们于2009年就完成了对LwIP的移植和优化。一点一滴、日积月累,才有了我们今天高度可靠的RT-Thread 3.0 IoT OS。十一年间,我们积累了一个相当不错的软件生态:RT-Thread支持市面所有的主流编译工具,如IAR、GCC、Keil等;在跨平台方面,我们几乎商用支持所有主流的MCU芯片和CPU架构,甚至包括很多ARM9、ARM11、A7的单芯片系列。行业应用上,因为RT-Thread的简单易用和高可靠特点,它被广泛应用于车载、医疗、新能源、北斗导航、消费电子等众多行业。

图:RT-Thread历程回顾

睿赛德/RT-Thread是如何定位自身的呢? 首先,RT-Thread是完全由国人自主开发的,从内核到上面的中间组件。这样就保证了它的安全性,可以用于军工、金融、工业等高安全性要求的领域;同时我们强调的是中立,RT-Thread是真正中立的一个系统,我们未来也会坚持这个道路。我们对CPU架构中立、对芯片中立、对设备厂商中立、对不同的IoT平台也保持中立,我们不会战略上去偏向于某一家厂商,为他提供排他性的支持、优化或绑定。我们只是希望简简单单地做好一件事情,就是把RT-Thread做好,把IoT终端的软件做到最优;此外,我们有优秀的本地技术团队,在上海张江,目前人数不多,20人不到,但明年我们会扩展到接近40个人的团队,他们都具有非常丰富的嵌入式操作系统经验和技能,能为本地的合作伙伴提供高效的、及时的本地化技术支持服务。

通过与多家主流芯片、设备和IoT云厂商的交流,我们切身感受到,市场对一款高质量物联网操作系统的期盼,它真真正正会带给产业好处,能直接促进物联网行业的发展,我们总结下来,主要在以下几个方面:1)降低产品的开发周期,包括芯片的参考设计,设备的方案、产品开发等;2)提升IoT终端软件的质量,比如说更高的系统稳定性、更好的API设计、更低的内存资源占用等等。3)加快端云的对接。如果有一个设计科学、相对统一的IoT OS平台,IoT云与不同终端的对接将会轻松很多。个人认为,物联网终端上的操作系统未来必定会逐渐地收敛,主流的OS不会超过两家。4)方便应用和服务的部署,这个也是跟平台的统一性相关的。目前,还很少有从云端加载应用,像在手机上安装一个应用一样,未来我觉得这也是一个趋势,随着物联网产业的成熟,未来的应用服务应该是可以后期加载的,一个相对统一的平台,无疑是必须的。

以下是我们最新的RT-Thread 3.0 IoT OS的软件架构,它是一个跨平台的架构,支持所有主流的CPU架构,包括ARM、MIPS、C-Sky、Xtensa、Andes、RISC-V等。中间层的软件组件非常齐全,70%以上都是由睿赛德公司的团队自主开发的,拥有完全的自主知识产权。

我们的GUI图形库叫做Persimmon UI,它可以在实时小系统上实现类安卓的流畅效果,执行比如悬浮、旋转、滑屏等操作。在家电和工业等领域,为了提升用户体验,增强交互性,对图形交互的需求正与日俱增。我们正跟多家芯片厂商合作,集成Persimmon UI,很快会形成整体方案,推向市场。

低功耗管理组件,这也是我们的一个特色,它支持各种休眠省电模式,能动态调节运行频率和电压,可以做到,上层应用无须关心底层功耗情况,系统自动休眠。FOTA升级,这也是物联网所不可或缺的一部分。我们的FOTA最强调的是安全性,它可以做到固件跟每个设备绑定,换了设备,你就无法升级了。另外,在安全加密、签名、认证等方面 都做了很好的安全防护。 网络连接组件,我们强调的就是全连接,对各类网络协议的支持,包括IPv6、MQTT、CoAP、LWM2M等,且针对我们系统做了很多的优化,力求占用资源最少。我们对Cellular蜂窝网络这一块也支持得很好,从2G、4G到NB-IoT和lora。

POSIX标准的支持,也是我们的一大特色,RT-Thread应该是业内支持的最好的OS之一。3.0版本对Linux应用具备了更好的兼容性, 包括对PSE52和网络相关的PSE53的全兼容能力。IP Camera就是一个对POSIX兼容有强烈需求的应用领域。传统上,IP Camera系统都是基于Linux,但是我们看到一个很明显的趋势,就是消费类IPC,功能相对简单,完全不需要Linux,嵌入式操作系统可以带来更快的启动时间、更少的资源占用和更低的成本,富瀚微、国科微这些主流IPC SoC厂商都选用了RT-Thread,对Linux应用良好的兼容性就是原因之一。

脚本引擎包,我们已经实现了对JavaScript和Python两种主流轻型脚本的支持,在RT-Thread 3.0上成功运行这两种引擎。当然,未来还有很多优化工作要做,包括对Runtime执行环境全面的支持。IoT终端的芯片会越来越强,RAM和flash会越来越大,互联网跟物联网融合以后,互联网开发人员会希望用这种更简单的语言来开发,而且它对我们强调的从云端部署应用也会有很大的帮助,长期来看,脚本引擎会逐渐流行起来。

高度可伸缩,是我们跟合作伙伴一直强调的,也是RT-Thread做得很棒的一个特性。科学的模块化和松耦合设计保证了RT-Thread的高度可伸缩特性。厂商借助RT-Thread可以很容易地实现差异化的功能定制,且方便地部署从低到高、系列化的产品方案。在各个级别上,RT-Thread的内存资源占用都是有竞争优势的,就拿我们最新发布的最小版本Nano来说,它完成了RTOS内核百分之八十的功能,只需要2.5KB的ROM和1.5KB的RAM,一经推出就受到了开发者的热烈追捧。3.0版本中我们新加入的ENV工具和包管理工具,使得开发人员可以简单地进行功能配置和加载第三方软件包。

图:高度可伸缩

RT-Thread在设计之初,就一直很重视它的简单易用性,“玩过”RT-Thread的开发者,无不对它的易用性赞不绝口。具体体现在它优雅的代码风格、模块化设计、控制台Shell调试工具、全面的编译工具支持、API的简明齐全等众多方面。

聊完技术和产品,我们接下来看看RT-Thread的全新战略布局。半年前,我们启动了全新的IOT OS战略,短短半年时间过去,我们可以说是脱胎换骨,实现了跨越式的发展。除了知名度和影响力大幅提升以外,我们的“双轮”驱动战略也结出了累累硕果。合作伙伴方面,我们开启全产业链的合作策略,从IP厂商、芯片厂商,到IoT云厂商,我们都主动出击,全力地推进合作。迄今为止,我们已经签约超过13家国内主流芯片厂商,这些厂商都会采用RT-Thread,将它作为原生的操作系统,与芯片一并推向市场。开发者社区,作为RT-Thread的生存土壤,与我们一起走过了11年时间,但之前因为种种原因,我们对社区的运营重视程度不够,这里要向RT-Thread的粉丝们表示歉意。但最近半年时间,我们做了大量的工作,来推动社区的快速发展壮大。

开发者分布在各个领域,从创客、学生到整个产业各环节。我们会通过与重量级合作伙伴合作,如正点原子、政府机构等,弥补之前在开发板、教程、学习资料等方面的不足,来快速推进RT-Thread在创客和学生当中的影响力。我们已经举办了一次RT-Thread 3.0发布会、一次开发者大会和若干次线下沙龙,都取得了很好的效果和业界一致的高度评价。 我们的社区注册用户和微信公众号粉丝数都在高速增长中。

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