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物联网时代的RTOS淘汰赛,RT-Thread靠啥脱颖而出?

2017/12/19
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阅读需 27 分钟
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物联网的兴起已经有好几个年头了,目前仍呈现爆发式增长的态势。根据全球移动通信系统协会(GSMA)发布的报告《Spectrum for the Internet of Things》,2015 年全球物联网规模为 0.89 万亿美元,预计到 2020 年全球物联网市场规模将达到 1.9 万亿美元,物联网设备连接总量将达到 300 亿个。按此计算,2015 至 2020 年全球物联网市场规模年均复合增长率为 16.38%。

麦肯锡估计,到 2025 年,物联网技术的潜在经济总量将达到 11.1 万亿美元。有分析指出,物联网将是所有颠覆性技术的最大价值源泉,排名还在移动互联网、知识工作自动化、云计算和先进的机器人技术之前。

随着物联网的兴起,软件业也为 RTOS(实时操作系统)加入物联网的成分,以提早卡位物联网的核心软件市场。目前来看,RTOS 领域玩家众多,主要设计给基于 MPUMCU嵌入式系统所使用。例如 MPU 等级专用的有 Integrity、QNX、VxWorks 等功能强大之 RTOS;至于体积较小巧,主要支援 MCU 等级为主的 RTOS,则有 Nucleus、ThreadX、Unison OS、ucOS II/III 等等。

巨大的市场价值背后是一片混乱的 RTOS 景象,“简单、唯美”的东西何处去寻找?这是让很多业内人士思考的一个问题,在 12 月 16 日,与非网记者参加了一场名为“2017 RT-Thread 开发者大会”,这款有十余年历史的国产 RTOS 令人印象深刻。

浅谈 RT-Thread 发展历程

RT-Thread 诞生于 2006 年,当年发布了 RT-Thread 0.1.0 版本,创始人熊谱翔是一名嵌入式设备及实时操作系统的“老将”,一直秉承要做一个精致而优雅的操作系统理念。然而 RT-Thread 到底是什么?会上据熊谱翔介绍:“RT-Thread 是一个 RTOS 内核。完全开源,极小体积;被众多行业主流企业采用,经市场充分验证。且 RT-Thread 是一家公司——睿赛德电子科技,它是 RTT 背后的服务公司,负责 RTT 的开发、维护、更新、运营等。”

RT-Thread 创始人 熊谱翔

在笔者查阅关于 RT-Thread 资料,该 RTOS 经历了初创期、稳定期、成长期、发展期。

诞生初期,开源理念早就扎根于心,期待同类开发者们更多的分享、交流,所以很早的时候 RT-Thread 就以社区化、开放方式推进。拥有小型、实时、可剪裁三大优势(小型:RT-Thread 核心能够小到 4K ROM,1K RAM;实时:线程调度核心是完全 bitmap 方式,计算时间是完全固定的;可剪裁性,配置文件 rtconfig.h 包含多种选项,对 Kernel 细节进行精细调整,对各种组件(文件系统,使用 EFSL、ELM FatFs;网络协议栈,finsh shell)进行可选配置。)

稳定期,开始有一些高校开始使用 RT-Thread。打印机,水利行业有些产品开始使用 RT-Thread。随后工业控制,电力,新能源,高铁,医疗设备行业都开始逐步使用 RT-Thread。许继,金智,远景,新誉等行业龙头公司都使用 RT-Thread 作为产品开发平台。紧接着,电力行业,新能源行业,水利设备,医疗设备,打印机、扫描仪,家电等几乎所有嵌入式行业都有使用 RT-Thread 的案例。国内第一梯队的家电公司开始使用 RT-Thread。成为国内数家 IC 公司的标配操作系统。

目前从 RT-Thread 合作伙伴来看,随着与本土 IP 供应商、芯片厂商、IDH、OEM、IoT 云厂商的合作,RT-Thread 正在形成一个全产业链的闭环。

 

RT-Thread 特色

随着版本的迭代,RT-Thread 早已不是一个(硬实时)内核,还是一个携带周边丰富组件的实时嵌入式操作系统,能够满足从小型微控制器(低到数 kB 内存的微控制器)到多核处理器的复杂功能应用(SMP/AMP 多核多操作系统,其中一个核心使用 RT-Thread 用于实时控制等)。

在开发者大会上,熊谱翔称 RT-Thread 为“国产自主,最成熟稳定、装机量最多的中立 RTOS 平台”。总的来说,其具有极小内核、高度可伸缩、组件丰富等特点。它还支持市面上所有主流的编译工具如 GCC、Keil、IAR 等,工具链完善、友好;支持各类标准接口,如 POSIX、CMSIS、C++应用环境、Javascript 执行环境等,方便开发者移植各类应用程序。商用支持所有主流 MCU 架构,如 ARM Cortex-M/R/A, MIPS, X86, Xtensa, C-Sky,几乎支持市场上所有主流的 MCU 和 WiFi 芯片。

具备一个 IoT OS 平台所需的所有关键组件,包括:1. 实时操作系统内核;2. 设备框架;3. 虚拟文件系统;4. 应用框架;5. 用户接口;6. GUI;7. 网络协议栈;8. 低功耗组件。

未来随着版本演进,RT-Thread IoT 4.0.x 的版本将会加入数据安全相关特性以及小程序和 AI 引擎及高性能处理器支持。熊谱翔表示:“今年年底将会有 3.0.2 版本发布,今后争取一个月一个小版本,一年一个大版本。”

RT-Thread 的更多可能性

“如果 RT-Thread 能继续保持中立,那么在这个开源市场和万物互联市场,将会有更多爱好者和支持者。”NXP 大中华区微控制器事业部市场经理王维如是说。在 NXP 与 RT-Thread 的合作中,我们可以看到其合作部分覆盖低端到高端产品,并且在贯穿智能厨房电器、微型打印机、汽车电子配件、高铁管理系统等应用实例。

时代的进步给了 RT-Thread 和 NXP 什么?当我们一遍追求性能提升,还不能忘却低功耗和单片或者几片 MCU 的实现方式,这些到底能不能成为现实。

NXP 王维分享 i.MX RT 与 RT-Thread

随着 FD-SOI 工艺的采用,这些都将会不是问题。王维表示:“未来类似 RT-Thread 这样简单的操作系统也能跑在我们高性能的 MCU 上,与它的配合还能提高产品低功耗的优势。当你拿到一块 20 元的芯片,它却是拥有 600MHz 的主频,这在几年前简直是无法想象的事情。”

随后会上,来自上海富瀚微电子技术负责人齐能从技术层面分析了,公司产品 FH8630D 在 RT-Thread 操作系统上的应用(备注:FH8630D 是一款面向 2Mega 网络摄像头应用的低功耗、高性能、H.264 编码芯片)。展望未来视频监控市场,到了 2020 年重点公关区域(一类监控点)视频监控覆盖率要达到 100%,联网率要达到 100%,新建、改建高清摄像机比例要达到 100%。此外,重点行业、领域的重要部位(二类监控点)视频监控覆盖率要达到 100%,联网率要达到 100%。

富瀚微齐能分享 RT-Thread 在 FH8630 上的应用

在智能语音这块,思必驰副总裁赵恒艺表示:“DUI 在 RT-Thread 芯片里,已经内置了一些功能,且 RT-Thread 在物联网上是一个重要的操作系统,在智能终端部分给予企业一些便利。”(备注:DUI 是思必驰研发的一款智能语音交互平台。)据资料显示,到 2020 年,全球语音市场规模预计将达到 191.7 亿美元。可见未来不可限量。

思必驰赵恒艺分享 RTT in DUI

在 RT-Thread 的官方介绍中,与非记者看到这么一句话“成为国内最主流、物联网终端首选、装机量超亿台的 IoT OS”,在未来,我们拭目以待。

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思必驰是国内专业的对话式人工智能平台公司,拥有全链路的智能语音语言技术,自主研发了新一代人机交互平台(DUI),和人工智能芯片(TH1520);为车联网、IoT及政务、金融等众多行业场景合作伙伴提供自然语言交互解决方案。并拥有中英文综合语音技术。思必驰语音识别、声纹识别、口语对话系统等技术曾经多次在美国国家标准局、国际研究机构评测中夺得冠军。

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