新的 PX5 RTOS 原生支持 POSIX pthreads API

2023-08-18 1333阅读
我经常遇到传奇人物,我刚刚与一位多年来创建了多个事实上的标准实时操作系统 解决方案的人聊天。其中三种解决方案——Nucleus RTX、Nucleus PLUS 和 ThreadX——在 RTOS 领域是家喻户晓的名字,这些产品现在在全球数十亿台嵌入式设备中运行。Bill Lamie,PX5 RTOS 总裁兼首席执行官。Bill 最新、最伟大的产品 PX5 并未引起所有人的关注,唯一原因是这款 21 世纪的新 RTOS 几周前才上市。而且,最重要的是,大多数软件开发人员已经熟悉 pthreads API。2023 年 1 月 25 日,Cypherbridge 宣布将其 SDKPac 和 uLoadXL IoT 软件与新的 PX5 RTOS 集成。尽管我是一名硬件设计师并且只熟悉 RTOS 世界,但我认为 PX5 RTOS 已经准备好席卷 RTOS 世界。

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PX5实时操作系统

我经常遇到传奇人物,我刚刚与一位多年来创建了多个事实上的标准实时操作系统 (RTOS) 解决方案的人聊天。 其中三种解决方案——Nucleus RTX、Nucleus PLUS 和 ThreadX——在 RTOS 领域是家喻户晓的名字,这些产品现在在全球数十亿台嵌入式设备中运行。

Bill Lamie,PX5 RTOS 总裁兼首席执行官。 Bill 最新、最伟大的产品 PX5 并未引起所有人的关注,唯一原因是这款 21 世纪的新 RTOS 几周前才上市。 我很幸运本周早些时候与比尔聊天。 我们的演讲涵盖了很多主题,不幸的是我们没有时间完整地讨论这一点,所以我将其简要总结如下:

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第一:Linux 拥有超过 30 亿用户,是最流行的操作系统之一。 此外,在要求严格的嵌入式系统行业,嵌入式Linux约占嵌入式设计的70%。

第二:可移植操作系统接口(POSIX)起源于20世纪80年代,是IEEE计算机协会指定的一系列标准。 除此之外,POSIX 还定义了应用程序编程接口 (API),以提供与不同风格的 Unix、Linux 和其他操作系统的软件兼容性(可移植性)。

第三:以前,在多线程方面,Linux唯一能做的就是面向进程,进程行为的开销非常大。 为了解决这个问题,大约在 90 年代中期,IEEE 人员提出了 POSIX 标准,将多线程放入进程中,该标准提供了一种更轻量级的方法来执行上下文切换并将应用程序划分为多个部分操作。 POSIX 线程(通常称为 pthread)是一种独立于语言的并行执行模型,允许程序控制多个在时间上重叠的不同工作流程。

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第四:我们可以将 pthreads 视为用 C/C++ 开发的多线程应用程序的标准 API,它包含在所有嵌入式 Linux 发行版中。 它有利于代码的可移植性和重用。 而且,最重要的是,大多数软件开发人员已经熟悉 pthreads API。

第五:嵌入式Linux并不适合所有应用。 它不满足硬实时所需的中断延迟、确定性、上下文切换和服务开销。 此外,它太大、太复杂,无法用在缺乏内存管理单元 (MMU) 且内存资源、CPU 性能和电池寿命有限的微控制器 (MCU) 上。

第六:“为什么不使用现有的实时操作系统?问题是每个RTOS都有自己专有的API,现有的要求使得重新编码原生API变得非常困难。大多数RTOS不支持pthreads API话虽如此,有些RTOS确实提供了“pthreads API适配层”,这种做法会导致所有服务的代码量和执行时间增加,延迟实时响应并降低系统性能。

是的! PX5 RTOS(公司)最近发布了PX5 RTOS(记住这是一个全新的RTOS)。 PX5 是一款先进的第五代 RTOS,专为最复杂的嵌入式应用而设计。 正如我们在 PX5 宣传视频中了解到的,它使用众所周知的行业标准的本机实现 - IEEE POSIX pthreads API。

这种原生 RTOS 实现提供了更高的速度和效率,可直接实现所有服务、亚微秒 API 服务性能、亚微秒上下文切换和确定性硬实时响应。 更好的是,它只占用 MCU 内存空间的一小部分,通常代码为 1KB 到 10KB,RAM 仅占用 1KB。

PX5提供基于100%语句和分支条件测试和验证的可靠性和安全性; 提供指针/数据验证 (PDV) 技术来检测和减轻内存损坏,PX5 对整个代码库执行干净的静态分析,遵循 MISRA 规范(有一些例外)。 2023年将通过IEC 61508、IEC 62304、ISO 26262等安全认证。

除了提供广泛的开发工具支持、指导教程、白皮书、操作视频和完整源代码之外,PX5 商业模式还提供免版税、商业友好的许可证。

我认识一些业内的朋友,比如我和Clarinox Technologies公司的首席执行官Trish Messiter交谈过。 Clarinox 专注于无线通信软件解决方案,提供先进的 ClarinoxBlue 和 ClarinoxWiFi 蓝牙和 WiFi 无线协议栈。

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他们还以 ClariFi 嵌入式无线调试器的形式提供专业调试,帮助开发人员快速轻松地排除故障并优化其 ClarinoxBlue 和 ClarinoxWiFi 无线设备。 正如 Trish 告诉我的那样,调试无线系统就像试图在黑暗的房间里找到一只黑猫。 ClariFi 旨在通过提供有关无线协议栈以及底层软件、固件和硬件层操作的详细信息来澄清问题,从而更轻松地识别和解决问题。

Trish 告诉我,Clarinox 和 PX5 将携手合作,将 PX5 强大的 RTOS 功能与 Clarinox 在无线通信方面的专业知识相结合,将一款功能强大的产品推向市场。 由于 Clarinox 团队已经在使用支持 POSIX 的高性能操作系统(例如 Linux/QNX),因此他们将 PX5 视为在资源有限的嵌入式系统中实现无线连接的重要一步。

我还与 Cypherbridge Systems 总裁 Steve DeLaney 进行了交谈。 Cypherbridge成立于2005年,是一家技术研发公司,目标是提供身份验证和信任、电子数据隐私和完整性解决方案。 Cypherbridge 的团队提供独立、物联网和云连接的软件开发套件 (SDK) 和工具包。

2023 年 1 月 25 日,Cypherbridge 宣布将其 SDKPac 和 uLoadXL IoT 软件与新的 PX5 RTOS 集成。 Cypherbridge SDKPac 提供一套全面的基于标准的安全通信协议和可互操作的软件库,适用于工业控制、医疗设备、能源和交通等广泛的应用。 uLoadXL 安全启动和软件更新 SDK 锚定物联网平台信任根 (RoT),用于对基于 PX5 RTOS 的系统应用程序进行身份验证和完整性检查。 托管软件更新通过无线 (OTA) 方式安全分发并安装在目标产品上。

不仅如此,因为无论我走到哪里,我都能听到越来越多的公司纷纷加入 PX5 RTOS 的行列。 例如,在写这篇文章时,我听到 IAR Systems 的人说:“PX5 RTOS 刚刚问世,嵌入式开发软件和服务提供商 IAR Systems 已经完全支持这个新的 RTOS。” 哇! 这太快了!

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所有这一切都有如此多的含义,让我头晕目眩。 例如,许多嵌入式 Linux 开发人员回避 RTOS,因为他们不想学习专有 API。 然而,对于任何已经使用 pthreads API 创建应用程序的人来说,开始使用 PX5 RTOS 相对容易。 相反,对于那些使用 PX5 RTOS 开发新 MCU 应用程序的人来说,有一条相对简单的嵌入式 Linux 迁移路径。 我想到的另一个想法是,现在可以更轻松地创建从小型嵌入式 RTOS 系统扩展到更大的基于 Linux 的嵌入式应用程序的应用程序。

尽管我是一名硬件设计师并且只熟悉 RTOS 世界,但我认为 PX5 RTOS 已经准备好席卷 RTOS 世界。 但这不是我今天讲的目的,更重要的是。 您对 PX5 RTOS 的推出有何看法?

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