一種新的開源嵌入式操作系統
目前對 嵌入式操作系統 有巨大的需求，你建立的操作系統最好是開源的。RT-Thread 項目的研發團隊花了兩年時間，研發出了該項目的最新成果：RT-Thread Smart。這是一款微內核的操作系統，主要針對中高端的處理器，如具有內存管理單元（MMU）的 RISC-V 或 Arm Cortex-A，為嵌入式領域的所有行業提供了一個具有競爭力的、基於 POSIX 的軟體平台。
誰需要 RT-Thread Smart?
RT-Thread Smart 是一款專業的、高性能的微內核操作系統，用於實時應用。它為所有市場的嵌入式設備提供了開源基礎，如安全（IP 攝像頭）、工業控制、車載設備、消費電子及其他嵌入式科技應用，可謂一切場景。它的意義在於：不像傳統的物聯網操作系統，一個微內核的操作系統可以填補傳統實時操作系統 RTOS 和相對大型的操作系統如 Linux 之間的空白，實現實時性能、成本、安全、啟動速度等等各方面之間的最佳平衡。
RT-Thread Smart 的架構
RT-Thread Smart 通過 MMU 和系統調用將系統分割為內核模式和用戶模式，並為每種模式區分了地址空間（一個 32 位系統可以提供 4G 地址空間）。
（RT-Thread, CC BY-SA 4.0）
RT-Thread Smart 內核包括平台的基礎功能，並支持定製化。RT-Thread Smart 的用戶應用環境使用 musl libc 來提供 POSIX 介面調用和 C 語言的運行時支持。它也繼承了原始的 RT-Thread 生態系統，使用 SCons 或者其他編譯工具如 Autotools、Makefile、CMake 等等來支持開發，以及 RT-Thread 開箱即用的在線軟體包（撰寫本文時超過 342 個）。你甚至可以將 Linux 應用程序（如 wget/cURL、BusyBox、OpenSSL 和 Simple DirectMedia Layer）移植到你的平台。
壓縮的 RT-Thread Smart 內核僅 217 KB，搭配一個 127 KB 的根文件系統。大約 2 MB的存儲佔用。包括了對文件系統、網路協議棧、多媒體的完整支持。RT-Thread 只需要 3 到 5 秒完成啟動，而在不運行其他功能組件時，RT-Thread Smart 需要的啟動及準備時間不到 500ms。
通過其集成的 Persimmon 用戶界面（UI）組件，RT-Thread Smart 從上電到運行 UI 需要大約 1 秒。換句話說，這是一個非常輕巧快速的系統。當然，「實時」不是指啟動，而是指系統隨著時間推進而表現出的一致性。對於 RT-Thread ，實時性能需要優先考慮，中斷時延小於 1μs，滿足大部分實時性要求嚴格的場景需求。
RT-Thread Smart 和 RT-Thread
你可能想知道 RT-Thread Smart 和 RT-Thread 之間的不同。簡單來說， RT-Thread Smart 是一個基於 RT-Thread RTOS 的操作系統，但它整合了用戶態的處理過程。RT-Smart 的內核部分本質上是 RT-Thread RTOS，它在虛擬地址上運行，增加了進程管理，使用進程間通信機制（IPC）、虛擬內存/地址空間管理、ELF 載入器等等，以上特性全部在 RT-Thread RTOS 內實現，當這些組件被禁用時，RT-Smart 會回歸 RT-Thread RTOS。
以下是對比：
| RT-Thread | RT-Thread Smart | |
|---|---|---|
| 支持晶元 | Cortex-M/R、RISC-V RV32IMAC（以及類似）、Cortex-A MPU | Cortex-A 等具有 MMU 的 MPU |
| 編譯 | 內核和應用都編譯到一個鏡像 | 內核和應用可以被分開編譯和運行 |
| 存儲 | 使用線性地址空間（即使有 MMU），使用物理地址的虛擬定址 | 運行在內核佔用超過 1GB 的 32 位操作系統，擁有完整 4G 地址空間的用戶態進程彼此隔離，外設驅動程序必須通過虛擬地址訪問外設 |
| 運行錯誤 | 當一個應用程序失敗時，整個系統就會崩潰 | 當應用程序失敗時，它不會影響內核和其他進程的執行 |
| 運行模式 | 多線程模型 | 多進程模型（進程內支持多線程，內核線程由內核支持） |
| 用戶模型 | 單用戶模型 | 單用戶模型 |
| API | RT-Thread API、POSIX PSE52 | RT-Thread API（內核態和用戶態），以及完整的 POSIX API |
| 實時性 | 搶佔式硬實時系統 | 搶佔式硬實時系統 |
| 資源使用 | 非常小 | 相對小 |
| 調試 | 通常需要模擬器調試 | 支持 GDB 調試，不需要模擬器 |
RT-Thread RTOS 非常緊湊，它的所有應用和子系統都編譯到鏡像中，多線程應用運行並分享相同的地址空間。
RT-Thread Smart 是獨立的。系統和應用是分別編譯和運行的。應用擁有完整且互相隔離的地址空間。它也繼承了 RT-Thread 優秀的實時性，同時也具有 POSIX 環境的特性。
類似地，它們都與 RT-Thread API 兼容。RT-Thread RTOS 的應用可以被平滑移植到 RT-Thread Smart。
嵌入式開源
RT-Thread Smart 是一個開源項目，項目地址：GitHub。你可以下載代碼和文檔，嘗試一下，並提交評論和反饋，將該項目傳播給更多開源倡導者。嵌入式系統屬於它們的用戶，有太多的嵌入式開發人員沒有找到太多可用的嵌入式系統。
如果你是開發人員，請幫助改進 RT-Thread Smart。隨著 RT-Thread 項目的不斷推進，我們希望創建物聯網和邊緣計算的令人激動的開源世界。
via: https://opensource.com/article/21/7/rt-thread-smart
作者：Zhu Tianlong 選題：lujun9972 譯者：tendertime 校對：wxy
本文轉載來自 Linux 中國: https://github.com/Linux-CN/archive
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