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《嵌入式系统 – Zephyr开发笔记》 第1章 Zephyr简介

Zephyr开发笔记 BruceOu 1年前 (2020-09-20) 688次浏览 0个评论

官网: https://www.zephyrproject.org/
英文手册:https://docs.zephyrproject.org/latest/index.html
中文手册:https://zephyr-doc.readthedocs.io/zh_CN/latest/index.html
源码:https://github.com/zephyrproject-rtos/zephyr

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Zephyr 基于linux和wind river是一款小型且可伸缩的实时操作系统,尤其适用于资源受限的系统,可支持多种架构; Zephyr 基于已使用十多年、久经实际应用考验的 Wind River 代码库而构建。扩展原始代码包括几个关键步骤。首先,通过重构提升模块化水平。在编译时,开发人员可按需采用或删除任何子系统以适应硬件。硬件包括“最底端子 Linux 设备”、“成本最低的芯片”等。运行 Zephyr 的初始硬件产品包括低端的 Arduino 101 和英特尔 Quark D2000,以及高端的第二代英特尔 Galileo。

Zephyr项目是一个采用 Apache 2.0 协议许可,Linux基金会托管的协作项目。为所有资源受限设备,构建了针对低功耗、小型内存微处理器设备而进行优化的物联网嵌入式小型、可扩展的实时操作系统(RTOS),支持多种硬件架构及多种开发板,可以在小至 8 kB 内存的系统上运行。
Zephyr 采用深入的安全开发生命周期:安全验证,模糊和渗透测试,频繁的代码审查,静态代码分析,威胁建模和审查,以防止代码中的后门 。

Zephyr是一个面向物联网的嵌入式实时操作系统(RTOS),是Linux基金会旗下的一个项目,具有以下特点:
1.安全的,灵活、高可扩展性,支持多种硬件平台(ARM、ARC、X86、xtensa、nois2、riscv32);
2.基于Apache 2.0许可,完全开源,代码托管在github;
3.主要用C语言编写,代码风格、框架与Linux十分相似;
4.支持多种开发环境(Windows、Linux、MacOS);
5.支持 Bluetooth、Bluetooth Low Energy、Wi-Fi、802.15.4、6Lowpan、CoAP、IPv4、IPv6 和 NFC 等标准;

与其它微型内核相比,Zephyr 内核有很多独特的优秀特性:
1.单地址空间操作系统。将应用程序相关的代码与内核结合在一起,创建一个在硬件上加载、运行的单一镜像。应用程序代码和内核代码运行在同一个共享地址空间。
2.高度可配置。允许应用程序只包含它们需要的功能。
3.编译时定义资源。所有系统资源都在编译时定义,以减小代码量、增强代码性能。
4.最小错误检查。提供最小化的运行时错误检查,以减小代码量、增强代码性能。提供一个可选的错误检查基础,以协助应用程序的开发和调试。
5.广泛的服务。提供了许多耳熟能详的服务:

多线程服务:为基于优先级的、非抢占式的 fiber 和基于优先级的、抢占式的 task 提供可选的时间片。
中断服务:在编译时、运行时均可注册中断处理函数。
线程间同步服务:包括二元信号量、计数信号量和互斥信号量。
线程间数据传递服务:包括基本消息队列、增强型消息队列和字节流。
内存分配服务:动态地分配固定尺寸、可变尺寸的内存块。
电源管理服务:包括无滴答 CPU 空转和高级 CPU 空转。

Zephyr 相比其他开源物联网系统具有以下优点:

开源:使用 Apache 2.0 开源许可;
模块化:针对受限制的物联网设备而设计,可以通过 Kconfig 裁剪功能选项,从而实现用户自定义的最佳配置;
联网能力:系统中提供了多种针对低功耗、内存受限设备的连接协议,支持低功耗蓝牙(BLE)、wifi、802.15.4以及其他标准,包括6lowpan、coap、ipv4和ipv6 ;
安全性:项目在开发过程中将安全因素考虑在内,该项目中提供了安全验证、模糊和渗透测试、代码审查、静态代码分析、威胁建模和审查等多种检测方法,用来防止代码中存在后门和漏洞。以上工作由专门的安全小组及维护人员进行监督和维护。

【后记】
如果你熟悉Linux操作系统,那么上手Zephyr也非常快。对于熟悉STM32的朋友来说,Zephyr作为其操作系统将是不错的选择,几乎ST的所有demo板,你都能在Zephyr系统中找到相应的源码。关于Zephyr的详细介绍与使用,请关注笔者博客,订阅笔者公众号,获取更多嵌入式等相关信息。


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