Introdução ao sistema operacional de tempo real RT-Thread

RT-Thread é um sistema operacional de tempo real (RTOS) de código aberto que fornece uma ampla variedade de componentes e mais de 340 pacotes de software para a Internet das Coisas (IoT).

Como o RT-Thread começou?

“Código aberto não é apenas compartilhar o código, é compartilhar todas as ideias, conversar uns com os outros, explorar, encontrar mais possibilidades e fazer progressos juntos. A comunidade é muito mais importante do que o código.” Esse é o espírito do sistema operacional de código aberto, RT-Thread IoT.

RT-Thread é um sistema operacional em tempo real (RTOS) de código aberto, neutro e baseado na comunidade. O fundador da RT-Thread estava começando a desenvolver RTOS por causa de seus interesses pessoais e, no início de 2006, a primeira versão do kernel do RT-Thread foi lançada e com código-fonte aberto.

No entanto, nos primeiros anos, o projeto RT-Thread entrou em um período difícil, pois era difícil chamar a atenção porque era apenas um kernel RTOS, apenas o fundador e alguns desenvolvedores da comunidade estavam segurando e trabalhando na portabilidade da plataforma e atualizando a funcionalidade.

O RT-Thread gradualmente foi se destacando à medida que mais e mais desenvolvedores se juntam para contribuir com o código e ajudar o RT-Thread a melhorar ainda mais o desempenho. O primeiro grande ponto inflexão foi quando o suporte ao ARM Cortex M3 levou o RT-Thread para um novo estágio, não sendo mais apenas um kernel em tempo real, ele tem shells, sistemas de arquivos e TCP/Pilhas de IP que atraem um grande número de usuários devido ao baixo consumo de recursos e à rica funcionalidade do RT-Thread. Continuamente, RT-Thread lançou várias versões com mais desempenho e agora chega à V4.0.2. Em 2019, RT-Thread também lançou um RT-Thread Studio, IDE acessível e gratuito para desenvolvedores de IoT.

Este artigo fornece uma introdução sobre o RT-Thread IoT OS.

Arquitetura do RT-Thread

RT-Thread é escrito principalmente na linguagem C, é fácil de entender e tem grande portabilidade que suporta a rápida portabilidade para uma variedade de MCUs e chips de módulo convencionais. RT-Thread aplica o método de design orientado a objetos para o sistema em tempo real, o que ajuda a construir o código elegante, arquitetura clara, sistema altamente modularizado, bem como fácil de customizar.

RT-Thread possui 3 versões: Standard, Nano e Smart .

Para microcontroladores com restrição de recursos, os desenvolvedores podem personalizar um kernel Nano que requer apenas 3 KB de Flash e 1,2 KB de RAM por meio de ferramentas fáceis de usar.


Para dispositivos IoT ricos em recursos, a versão RT-Thread Standard é recomendada, que permite uma adaptação modular intuitiva e rápida por meio das ferramentas de gerenciamento de pacotes online e ferramentas de configuração do sistema, e a versão padrão pode facilmente importar uma grande variedade de pacotes de software, para alcançar como interface gráfica e efeitos deslizantes de toque, efeitos de interação de voz inteligente e outras funções mais complexas.


RT-Thread Smart acaba de ser lançado e de código aberto pela RT-Thread, e está posicionado como um sistema operacional microkernel profissional de alto desempenho para aplicativos em tempo real, para beneficiar as indústrias de segurança (como câmeras IPC), Controle Industrial, Dispositivos Onboard, Eletrônicos de Consumo e assim por diante.

Vamos prosseguir para a versão RT-Thread Standard, verificando sua arquitetura:

RT-Thread

A versão Standard do RT-Thread inclui:

  • Camada do Kernel: O kernel RT-Thread é a parte central do RT-Thread, inclui a implementação de objetos no sistema kernel, como multithreading e sua programação, semáforo, caixa de correio, fila de mensagens, gerenciamento de memória, cronômetro, etc. libcpu/BSP (arquivos relacionados à portabilidade do chip/Pacotes de suporte da placa) está intimamente conectado ao hardware e consiste em drives periféricos e portabilidade da CPU.
  • Componentes e camadas de serviço: Os componentes são softwares na camada superior acima do kernel RT-Thread, estão incluídos sistemas de arquivos virtuais, interface de linha de comando FinSH, estruturas de rede, e mais. Usando o método de design modular para obter alta coesão interna dentro dos componentes e baixo acoplamento entre os componentes.
  • Pacote de software RT-Thread: Executando na plataforma do sistema operacional RT-Thread IoT, é um componente de software comumente usado para diferentes aplicações, consistindo em informações de descrição, código-fonte ou arquivos de biblioteca. RT-Thread fornece uma plataforma de gerenciamento de pacote de software público onde são armazenados os pacotes oficiais ou fornecidos pela comunidade, oferecendo uma ampla seleção de pacotes de software reutilizáveis para os desenvolvedores. O ecossistema de pacotes também é um elemento crítico a ser considerado pelos desenvolvedores ao escolher um sistema operacional, os pacotes altamente reutilizáveis e modularizados beneficiam os desenvolvedores para criar o sistema no menor tempo. O número de pacotes suportados pelo RT-Thread atingiu mais de 340, cobrindo IoT, periféricos, sistema, linguagem de programação, ferramentas, multimídia, segurança e muito mais!

Em outubro de 2020, o RT-Thread Smart  foi lançado, voltado principalmente para processadores de médio a alto desempenho com MMU (Memory Management Unit), fornecendo uma plataforma de software baseada em sistema operacional mais competitiva para diferentes setores. Vamos dar uma olhada  na arquitetura RT-Thread Smart para mais detalhes sobre ele.

RT-Thread Smart separa todo o sistema em modo kernel e modo de usuário com base na plataforma de hardware, aproveitando a MMU e o método de chamada de sistema, e divide o espaço de endereço para cada modo (o sistema de 32 bits fornece espaço de endereço 4G).


O kernel RT-Thread Smart inclui a funcionalidade básica e também oferece suporte para personalização. O ambiente de aplicativo do modo de usuário RT-Thread Smart usa musl libc para fornecer chamadas de interface POSIX e suporte de tempo de execução C, herda o desing original RT-Thread que usa scons ou outras ferramentas de construção, como xmake, cmake, etc., e encaixe com RT-Thread Mais de 260 pacotes de software online prontos para uso, bem como suporte a POSIX para portar aplicações Linux.

Características do RT-Thread

  • Projetado para dispositivos com recursos limitados, o kernel mínimo requer apenas 1,2 KB de RAM e 3 KB de Flash.
  • Possui componentes ricos e um ecossistema de pacotes próspero e de rápido crescimento.
  • Estilo de código elegante, fácil de usar, ler e dominar.
  • Alta escalabilidade. RT-Thread tem arquitetura de software escalável de alta qualidade, acoplamento fraco, modularidade, é fácil de customizar e expandir.
  • Suporta aplicativos de alto desempenho.
  • Suporta plataforma cruzada e uma ampla variedade de chips.

RT-Thread Studio IDE 

Por que desenvolvemos o RT-Thread Studio IDE?

Com o tamanho e a complexidade crescentes, mais e mais projetos embarcados começaram a adotar sistemas operacionais, escrever e construir software puramente à mão se ineficiente e difícil. Portanto, um ambiente de desenvolvimento integrado único que inclui edição, compilação e depuração recursos são solicitados com urgência, para reduzir a carga de trabalho de desenvolvimento de software e diminuir a complexidade do desenvolvimento.

Agora que há demanda, há uma motivação.

Após um ano de trabalho árduo, a equipe RT-Thread Studio lançou o ambiente de desenvolvimento integrado RT-Thread Studio IDE no final de 2019, com a intenção de beneficiar mais desenvolvedores. O RT-Thread Studio é gratuito.

Características do RT-Thread Studio:

  • Interações de software altamente personalizadas e otimizadas

RT-Thread Studio é desenvolvido com base no Eclipse com um alto grau de customização e otimização, o que torna as interfaces e funções complexas concisas, automáticas e inteligentes. No RT-Thread Studio, as funções são compreensíveis à primeira vista e muitas operações podem ser feitas apenas clicando em um botão, como download, configuração, depuração e assim por diante.

RT-Thread
  • Suporte poderoso ao desenvolvimento bare-metal

RT-Thread Studio suporta uma gama completa de chips STM32 para desenvolvimento bare-metal e oferece um kit de ferramentas, que contém um gerenciador de projeto intuitivo, editor de código auxiliar inteligente e downloader de programa independente fácil de usar. Além do mais, ele oferece suporte a uma variedade de emuladores e impressão de console serial. Todos eles reduzem o tempo de desenvolvimento e simplificam a dificuldade de iniciar um projeto. No futuro, mais chips semicondutores serão adicionados ao RT-Thread Studio.

RT-Thread
  • Grande variedade de depuradores são suportados

Além de suportar os comumente usados J-Link e ST-LINK, o RT-Thread Studio agora oferece suporte a uma ampla gama de depuradores de hardware DAP-LINK, e mais depuradores serão adicionados em breve.

RT-Thread



  • Simulador QEMU

QEMU é um simulador de multi-plataforma que oferece suporte a muitas placas de desenvolvimento. É conveniente validar o desenvolvimento do protótipo se você não tiver uma placa de desenvolvimento e um depurador de hardware à mão. RT-Thread Studio fornece suporte direto para QEMU, você pode facilmente criar e usar o projeto QEMU ou selecionar e configurar o simulador QEMU através do RT-Thread Studio.

RT-Thread
  • Um recurso de código rico e reutilizável

RT-Thread Studio integra internamente recursos de código reutilizáveis de alta qualidade. Após uma configuração simples, os desenvolvedores podem utilizar uma variedade de componentes, drivers e assim por diante. O RT-Thread tem mais de 340 pacotes de software, cobrindo uma variedade de categorias de alta qualidade de pacotes de códigos reutilizáveis, e o número continua a crescer.

RT-Thread

RT-Thread  possui uma central de vídeos tutoriais, que guiam passo a passo para começar a usar RT-Thread Studio.

RT-Thread

Grandes projetos de códigos abertos nunca são feitos por uma única pessoa. São feitos por uma equipe de pessoas.

RT-Thread IoT OS Tech Conference 2021

Aproveite a oportunidade para participar da primeira RT-Thread IoT OS Global Tech Conference que será realizada online de 16 a 17 de setembro de 20121.

Inscrição gratuita:

Mais detalhes do evento aqui.

Texto escrito pela equipe do RT-Thread.

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Rubens Junior
Rubens Junior
21/07/2021 15:39

Muito bom!

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