物聯網操作系統——Zephyr

時間:2016-11-25??? 點擊:次 ??? 來源:未知 ???

 
Zephyr 項目于 2 月宣布時,Linux 社區的許多成員似乎都感到不解。盡管由 Linux 基金會托管,但 Zephyr 是一款完全獨立的操作系統,并未采用 Linux 代碼。與多個其他開源操作系統項目(包括面向許多 ARM SoC 的 Linux)一樣,該操作系統也面向小型硬件設備 —— 從 Arduino 到 ARM 系統芯片 (SoC)。在于圣迭戈舉辦的 016 年嵌入式 Linux 大會上,Zephyr 團隊現場說明了這一新項目為何恰逢其時,并希望它可引起開發人員的濃厚興趣。
 
“事物”操作系統
 
任職于英特爾的 Anas Nashif 在其演講中簡述了Zephyr,包括英特爾支持該操作系統的背景及其功能。該項目的基本目標是為“子 Linux 設備 (sub-Linux device)”提供一種開源的實時操作系統 (RTOS)。除此之外,英特爾研究了市場上目前的 RTOS 產品,發現它們存在多方面不足。首先,其中多款產品僅支持一種架構,這影響了它們的吸引力。
 
其次,多款產品為用戶自主開發 (roll your own) 的項目,用于研究或由單人維護。這似乎會產生嚴重的安全缺陷。此外,一些較小的 RTOS 項目使用特殊的軟件許可證,這也會限制開源社區對它的采用。最后,許多現有項目在功能方面受到過多限制,無法用作物聯網 (IoT) 設備的通用操作系統,而英特爾認為 Zephyr 可擔此重任。
 
相比之下,Zephyr 開源 RTOS 產品具有如下優勢:支持多個架構、具有廣泛的貢獻者群以及不只提供一種“調度程序”,而且還提供出色的網絡支持和真正的安全框架。英特爾有幸獲得了 Wind River 微控制器 RTOS 的權限,認為它有望成為廣泛適用的操作系統,于是著手改進代碼并做好發布準備。終于,他們推出了現在眾所周知的 Zephyr 開源項目,該項目還用作 Wind River“Rocket”RTOS 產品的核心。目前,英特爾主導相關的開發工作。
 
Nashif 表示,Zephyr 基于已使用十多年、久經實際應用考驗的 Wind River 代碼庫而構建。擴展原始代碼包括幾個關鍵步驟。首先,通過重構提升模塊化水平。在編譯時,開發人員可按需采用或刪除任何子系統以適應硬件。硬件包括“最底端子 Linux 設備”、“成本最低的芯片”等。他演示的幻燈片列出了運行 Zephyr 的初始硬件產品,包括低端的 Arduino 101 和英特爾 Quark D2000,以及高端的第二代英特爾 Galileo。但他補充到,Galileo 只是一種開發平臺,完全能夠運行 Linux,因此他認為沒人會將它用于 Zephyr 的實際部署。
 
其次,Zephyr 團隊加入了網絡功能。他們從頭編寫了低功耗藍牙 (BLE) 實施方案,并移植了開源 Contiki RTOS 中的 IP 堆棧。支持 IPv6,包括低功耗 6LoWPAN。該項目仍在考慮其他網絡堆棧,近場通信 (NFC) 可能被采納;ZigBee 根據需要,WiFi 也可能被采用。
 
其代碼庫的第三個新增特性是基于 TinyCrypt 的加密庫。在單獨舉行的會議中,安全開發人員 Constanza Heath 介紹了 TinyCrypt 的一套隨機數生成 (RNG)、密碼和密鑰交換基原以及 Zephyr 的通用安全方法。一個 Zephyr 映像只運行編譯時靜態連接的單個應用。單個地址空間和無支持的可加載內核模塊大幅縮減了攻擊面。她概述道,當單個靜態連接的進程在運行時,惡意代碼只可能在編譯時運行在 Zephyr 硬件上。因此,該項目省略了一些其他安全特性,而較大的操作系統會使用這些特性防范安全漏洞,不過她表示其團隊仍在研究加入一些保護功能,如地址空間隨機化。對于多數安全特性,亟需解決的問題是平衡安全性與容量。
 
特性
 
在容量方面,Zephyr 可在 RAM 為 8KB 時流暢運行,甚至可在 RAM 為最小的 2KB 時運行,不過 Nashif 表示在 2KB 時它僅支持“Hello World”演示,無法提供其他功能。Zephyr 內核可采用兩種模式的其中之一進行配置。最小的是“超微內核”模式,該模式可提供基礎的多線程執行環境、線程間同步服務(包括信號量和互斥量)、消息隊列和中斷服務。他表示,超微內核模式有望用于最小和最廉價的設備,如環境傳感器,這些設備除收集和發送數據外只需實施少量的處理工作。
 
微核模式相比超微核模式較為先進,可提供超微核模式特性的超集,包括更復雜的消息隊列、更多的內存分配服務、搶占式任務和輪詢時間切片。該模式有望用于稍大的物聯網節點之上,如可能需要先對從傳感器收集的數據進行處理和格式化、然后將其轉發至遠程服務器的傳感器中樞。Nashif 指出,超微核和微核模式都提供網絡功能,不過為全 IP 網絡堆棧配置超微核 build 可能致使 Zephyr 難以用于 10KB 以下 RAM 的設備。
 
此外,Nashif 表示 Zephyr 還可利用一些 Linux 工具。使用 Linux 內核的 kconfig 可進行配置,使用 kbuild 可完成 Zephyr build。但是他表示,相似性止于工具,Zephyr 映像針對單個應用進行配置和構建。“我們只是借鑒 Linux 的優勢,但不是完全照搬 Linux。”該項目提供支持五個編譯器的軟件開發套件 (SDK),該套件包含用于傳輸圖像至準備和調試的工具。除在 Linux、Windows 和 Mac OS X 上運行外,該 SDK 還可在 Docker 容器中運行。
 
Nashif 表示,英特爾將 Zephyr 視作一項戰略投資。該公司發現 RTOS 市場存在巨大鴻溝,尤其在物聯網設備方面,因此想抓住機遇構建相應項目來填補這一鴻溝。英特爾希望獲得社區支持,并盡可能與其他開源項目展開合作。Nashif 補充道,他明白物聯網市場競爭激烈,兩款新物聯網操作系統自 Zephyr 發布后又相繼問世,而且這種竟相發布新品的趨勢并不會減緩。
 
任何想要稱霸物聯網市場的廠商都需要“過關斬將”,打敗諸多競爭對手,無論是在專有還是開源領域。Zephyr 尚處于發展初期,不過其代碼庫在 Wind River 中已使用了較長時間。Zephyr 的發展前景令人期待。
 
人人狠狠综合久久久,精品综合久久久久久9,欧美国产亚洲日韩在线,狠狠v欧美ⅴ日韩v亚洲v福利
色综合AV中文字幕 | 日韩电影免费在线观看视频 | 在线国产日韩欧美播放精华一区 | 又爽又高潮的视频国产 | 综合久久婷婷88 | 亚洲一区二区免费看 |