在開始今天的正文之前,我們先通過下面的視頻,來更直觀的感受下微內核操作系統:
為什么要選擇微內核操作系統?
微內核操作系統,單從名字上來說可能被誤解為操作系統非常小,但這并不是它本身的意義,而是指內核非常小,內核只保留一些基本的功能,一些系統服務,例如文件系統,網絡協議棧等則放到了用戶態。
例如原來在宏內核操作系統中,用戶應用程序是通過系統調用,陷入到內核中,然后再讀取、訪問文件。而在微內核操作系統中,則是用戶應用程序通過發送IPC消息給到運行在用戶態的文件系統服務來訪問文件。
針對于微內核操作系統,我們看到最近兩三年有些新的發展:
Google在推進Fuchsia微內核操作系統
華為在推進鴻蒙分布式微內核操作系統
可以看到相關廠商都一致性的選擇了微內核架構或和微內核架構相關的技術方式。
這個背后的可能原因會有哪些?
原?進程沙箱,解決應?安全和分發問題 -- Google Fuchsia(?客)
穩定的驅動接?,硬件?商可獨?維護硬件驅動 -- Google Fuchsia(硬件)
系統模塊化,分層,設備?商可以靈活定制專有系統 -- Google Fuchsia(友商)
Linux越來越龐大,更多的為服務器進行優化,針對低性能、低資源設備顯得臃腫;
可以提供網絡,文件,web服務等的功能輕型系統;-- MINIX on Intel
(以上內容:部分是許中興博士的Fuchsia一文的摘錄,部分則出自網絡上一些文章)
2019年年初,微內核也在RT-Thread提上了日程,同年4月便正式開始推進這件事情。還有一個促使我們決定的重要原因是,我們從中看到一些市場需求:
快速啟動,終端上的系統可以在500ms內完成啟動并就緒;
安全方面的考慮,當應用出問題時不會影響到其他無關功能;
在進行系統升級時,不類似傳統RTOS需要把整個固件進行升級;
當要在ARM11、Cortex-A等帶MMU的處理器上跑一套操作系統時,RT-Thread已經不那么能夠得到適應:整體一起開發,代碼維護相對困難;升級時也需要對系統一起進行升級。
RT-Thread Smart 混合微內核
RT-Thread Smart 之所以采用混合微內核架構,更多是從工程、實用層面考慮如何有效的解決需求:
系統啟動需要足夠快,功能就緒時<500ms
在初始啟動時,時間會花很大一部分在系統加載上。傳統的方式,都是整個映像程序一起加載。新的系統則只需要加載一個非常小的系統,然后其他應用部分按需加載,同時保持整體資源占用足夠小;
應用崩潰時不再影響到內核、系統其他無關功能
每個應用都是地址隔離的,擁有自己的獨立地址空間。當應用執行出錯,或訪問錯誤地址時,應用程序會core dump,而不會影響到其他應用,系統內核;
在工程引入新的特性時,對原有的功能不影響
繼續沿用目前的RT-Thread整體內核代碼,在原有基礎上增加、完善lwP(輕型進程)功能,保留原有的實時性和小巧的特點。
RT-Thread混合微內核架構
從架構圖可以看出內核的功能相對基本,一些系統服務則挪到了用戶態,例如elmFATKit - FAT的文件系統,lwIPKit - lwIP輕型TCP/IP協議棧等,而在用戶態則使用嵌入式系統中常用的musl libc庫:一個輕型,但相對完整的libc實現。不過另外一點,這些系列的用戶態系統服務,如果需要追求高性能,也可以在menuconfig中定制這個功能組件繼續在內核中保留,這樣可以達到最佳的性能。
通過混合微內核改造RT-Thread操作系統后,RT-Thread將成為最適合物聯網產業的IoT OS之一,因為它可以完美覆蓋小資源場景的MCU用于簡單控制<使用RT-Thread nano版本>;中等規模的IoT節點<使用RT-Thread宏內核版本>;功能豐富的智能設備<使用RT-Thread混合微內核版本,也稱之為RT-Thread Smart>。
報名測試條件及內容
上面已經對RT-Thread混合微內核操作系統進行了簡單的介紹,還有許多沒有公布的細節。如果你有興趣了解,歡迎報名RT-Thread混合微內核系統內測,從更全面的方位來了解RT-Thread Smart。 在參與測試前,先說明下參與的條件:(名額有限,希望您可以認真對待報名表中的每一個問題)
希望是從事嵌入式系統終端開發的行業,具備開發經驗;
希望有一定的Linux開發基礎,前期一些開發環境可能是在Linux下;
對于參與的同學,我們會提供一份柿餅M7的開發板,同時根據情況收取一定的押金,后續開發板歸還后返回押金;
以下這個就是柿餅M7的開發板:
柿餅M7開發板包括:
全志R11處理器,1.2GHz ARM Cortex-A7,64MB DRAM
板載16MB SPI NorFlash
支持AP6181 WiFi
USB接口(用于USB Device連接PC),USB轉串口TTL
40/50pin標準RGB屏接口
6線Touch電容觸摸屏接口
MIPI/DVP camera接口(目前還未包括驅動)
對于參與測試的同學,需要做些什么:
提供一份使用的測試報告,反饋混合微內核使用上的最直觀感受;
在上面進行一定的開發,反饋開發層面哪里不足、需要改進;
希望可以有1 - 2個月的時間來和我們持續的溝通和反饋;
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原文標題:【內測邀請】RT-Thread Smart 混合微內核系統開始內測了!
文章出處:【微信號:RTThread,微信公眾號:RTThread物聯網操作系統】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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