FreeRTOS
FreeRTOS è un popolare kernel di sistema operativo in real-time utilizzato nei dispositivi embedded. È distribuito sotto la licenza GPL con restrizioni supplementari ed eccezioni opzionali. Le restrizioni vietano l'analisi comparativa mentre l'eccezione consente agli utenti proprietari del codice di conservare il codice sorgente, mantenendo il kernel stesso in open source. Quindi, in tal modo si facilità l'uso di FreeRTOS nelle applicazioni proprietarie.
| FreeRTOS sistema operativo | |
|---|---|
 | |
| Sviluppatore | Real Time Engineers Ltd. |
| Famiglia | Sistemi operativi real-time |
| Release corrente | 9.0.0 (16 agosto 2016) |
| Tipo di kernel | Microkernel |
| Piattaforme supportate | ARM (ARM7, ARM9, Cortex-M3, Cortex-M4, Cortex-A), Atmel AVR, AVR32, HCS12, MicroBlaze, Cortus (APS1, APS3, APS3R, APS5, FPF3, FPS6, FPS8), MSP430, PIC, Renesas H8/S, SuperH, RX, x86, 8052, Coldfire, V850, 78K0R, Fujitsu MB91460 series, Fujitsu MB96340 series, Nios II, Cortex-R4, TMS570, RM4x |
| Licenza | Modified GPL |
| Stadio di sviluppo | Stabile |
| Sito web | Il sito di FreeRTOS. |
Implementazione
FreeRTOS è stato ideato per essere compatto e semplice da utilizzare. Il kernel è composto da solo tre file in linguaggio C. Per rendere il codice più leggibile, quindi facile da trasferire, e da gestire, la maggior pensieri del sorgente è scritto in C , ma, dove necessario, sono presenti varie funzioni in assembly (soprattutto nelle architetture delle routine di pianificazione).
FreeRTOS fornisce alcuni metodi per la creazione di threads o istruzioni multiple, mutexes, semafori and temporizzatori. La modalità in tickless kernel è utilizzata per le applicazioni che richiedono una bassa potenza. FreeRTOS supporta e gestisce le priorità dei thread. Le applicazioni che vengono utilizzate tramite FreeRTOS possono essere completamente allocate. In alternativa gli oggetti RTOS possono essere allocati in modo dinamico con cinque schemi di assegnazione previsti:
- solo allocazione;
- allocazione e deallocazione con un semplice e rapido algoritmo;
- una più complessa ma più veloce allocazione e deallocazione con memoria coalescente;
- un'alternativa al più complesso schema che comprende la coalescenza della memoria che consente di interrompere molte più aree di memoria;
- allocazione e deallocazione di librerie in C con protezione in mutua esclusione.
Non esiste nessuna delle funzioni più avanzate che si trovano in genere in sistemi operativi come Linux o Microsoft Windows, come driver per dispositivi esterni, gestione avanzata della memoria, account utente e rete. La qualità del prodotto è invece definita dalla compattezza e dalla velocità di esecuzione e lavoro. FreeRTOS può essere considerato come una libreria thread piuttosto che come un 'sistema operativo', anche se sono disponibili interfacce a riga di comando e addizionamenti di astrazione I / O come POSIX.
FreeRTOS implementa più thread, avendo il programma host che richiama un metodo a brevi intervalli regolari. Il metodo del tick thread commuta le attività a seconda della priorità e di uno schema di pianificazione. L'intervallo solitamente è compreso in un range tra 1/1000 ed 1/100 di secondo, eccetto in casi di interrupt derivanti dal timer dell'hardware. Questo intervallo spesso viene variato per configurare particolari applicazioni.
Il download contiene una configurazioni preimpostata, una dimostrazione per ogni porta e il compilatore, permettendone un rapido utilizzo. Sul sito FreeRTOS.org è presente una vasta sezione di documentazione e molti tutorial (manuali aggiuntivi e altro materiale sono disponibili a pagamento), così come dettagli sulla struttura dell'RTOS.
Caratteristiche principali
- Esistono manuali in PDF e guide di riferimento gratuiti;
- Minima occupazione di memoria, basso overhead, e veloce esecuzione dei programmi;
- Modalità tickless opzionale per applicazioni che richiedono una bassa potenza;
- È ideale sia per gli hobbisti alle prime armi con i sistemi operativi che per gli sviluppatori professionisti che creano prodotti commerciali;
- Lo schedulatore può essere configurato sia per le operazioni preventive che per le cooperative;
- Supporta le coroutine (la coroutine in FreeRTOS è molto semplice ed è formata da processi leggeri che hanno un limitato impatto d'uso della stack)
- Supporto traccia tramite macro generiche di traccia. Strumenti come Tracealyzer (cioè FreeRTOS + Trace, fornite dal partner Percepio di FreeRTOS) possono quindi registrare e visualizzare il comportamento di runtime dei sistemi basati su FreeRTOS. Ciò include la pianificazione delle attività e le chiamate del kernel per operazioni di semaforo e coda. Tracealyzer è uno strumento commerciale, ma è anche disponibile in una versione libera a funzionalità limitata. La versione completa ha un prezzo di 1066 € (US$1,200).
Architetture supportate
Progetti correlati
SafeRTOS
SafeRTOS è stato costruito come prodotto complementare al FreeRTOS, con funzionalità in comune ma designato per conferire maggiore sicurezza e stabilità. Quando FreeRTOS venne sottoposto all'analisi di pericolo e operabilità, si verificarono condizioni di instabilità e debolezza causati dall'uso intensivo che ne venne fatto da un utente e vari guasti dell'hardware all'interno del modello funzionale. Per risolvere il problema, è stato identificato l'API difettoso ed è stato corretto.
SafeRTOS è stato sviluoppato dalla WITTENSTEIN, che produce sistemi ad elevata integrazione, in collaborazione con la Real Time Engineers Ltd, sviluppatore principale del progetto FreeRTOS. Sia SafeRTOS che FreeRTOS condividono lo stesso algoritmo di schedulazione, hanno simili API, e altre caratteristiche in comune, ma sono stati sviluppati con obiettivi differenti. SafeRTOS è stato sviluppato interamente in C, al fine di uniformarsi con i requisiti richiesti dalla certificazione IEC61508.
SafeRTOS è conosciuto per la sua capacità, unica tra i sistemi operativi, di risiedere esclusivamente nella memoria di sola lettura nei chip di un microcontrollore, consentendo così la pre-certificazione di sistemi hardware e software completi all'IEC61508 o ad altri standard operativi di sicurezza ed affidabilità. Quando poi viene implementato nella memoria hardware, il codice SafeRTOS può essere utilizzato solo nella sua configurazione originale, pertanto i test di certificazione delle applicazioni che utilizzano questo sistema operativo non devono riesaminare questa parte durante il processo di certificazione funzionale.
SafeRTOS è incluso nella ROM di alcuni microcontrollori Stellaris della Texas Instruments. È possibile implementare SafeRTOS senza dover acquistare il codice sorgente. In questo campo di applicazione, per mappare le funzioni API nella loro posizione all'interno della ROM viene usato un semplice file header in C. È consigliabile l'utilizzo della ROM perché il codice che contiene il file in questione non è modificabile - scartando la possibilità che un utente erroneamente acceda al codice e lo modifichi - e garantisce che la versione originale testata rimanga identica per tutto il periodo di utilizzo. Non sarà necessario riesaminare il codice dell'applicazione in modo che si evolva attorno ad esso. Il test del kernel complesso non più viene effettuato in quanto le prove di certificazione già approvate, inclusi il piano di prova, il codice e i risultati, possono essere acquistati "fuori dal piano".
OpenRTOS
Un altro progetto relativo al FreeRTOS, con un codice identico ma differente per licenza e prezzo, è OpenRTOS creato dall'azienda WITTENSTEIN Aerospace and Simulation Ltd. I termini della licenza commerciale per OpenRTOS sopprimono ogni riferimento alla licenza GPL. Per esempio, una delle condizioni per l'utilizzo del prodotto per applicazioni commerciali pretende che l'utente dev'essere consapevole dell'uso di OpenRTOS e il relativo codice sorgente, ma non il codice dell'applicazione del prodotto commerciale, pertanto dev'essere fornito dietro richiesta.OpenRTOS è un prodotto commerciale disponibile solo tramite acquisto e non ha requisito obbligatorio di licenza; acquistandola dietro pagamento però si ha la possibilità di accedere alla documentazione integrale di supporto tecnico.
