物聯網應用開發實時操作系統Zephyr

物聯網時代不斷向前推進,雖然還未出現爆發式增長,但很多人已經切身體會了聯網設備給生活帶來的便捷。目前物聯網設備越來越小型化,這在尺寸和功耗方面都對硬件廠商提出了新的要求,于此同時超小設備受限于內存不足,原來的大型操作系統已難以應用,因此急需一套小巧、靈活的物聯網操作系統幫助這些物聯網設備實現快速運行。Linux 基金會為了解決這一難題,并幫助開發人員構建生態系統以加快開源技術開發與商用而推出了Zephyr 項目。它是一款小型且可擴展的操作系統,支持多種架構,專為物聯網網關和前沿應用程序設計,是基于微控制器子 Linux 應用程序開發的理想選擇,具有高度開源性、高靈活性和高安全性等特點。

支持低內存運行,低致2KB

物聯網設備體積小型化,電池體積會隨之減小,儲電量也隨之減小,因此需要降低功耗以延長設備待機時間,Zephyr 內核能夠將操作進程與裸機操作系統的其它進程進行分離,也稱為微核和超微內核。超微內核負責所有基本操作任務,包括通過基于內部光纖的積壓作業(backlog)執行任務。微核功能更強大,允許多任務處理和內存存儲,但只在必要時使用。Zephyr利用這種方法成功創建了低功耗操作系統,功能強大但不會消耗所有能源,它只需 10KB 或以下存儲空間便可操作,因此能夠較高效地利用能源,延長設備待機時間。

對于小型物聯網設備,內存資源有限,因此對與之匹配的操作系統運行占用內存提出嚴峻挑戰。眾所周知,Linux非常善于利用有限的資源來運行,同時又能支持制造工廠的實時數據采集系統及其他時間敏感型儀器和機器,Zephyr 項目內核即可在內存低至 8kB 的系統上運行,甚至可在 RAM 小為 2KB 時運行。

模塊化設計,全面滿足定制化需求

未來的物聯網設備追求的是“小而美”的滿足某一應用,因此適用于未來物聯網設備需求的實時操作系統不是要大而全,而是要具有高度靈活性,可以自由選擇打開或者關閉某些應用。Zephyr具有模塊化配置的特性,設計者可以按照標準模板使用,也可以根據實際需求禁用部分模塊(使用 kconfig 工具),未來Zephyr 項目計劃提供一切必要的資源來集成第三方模塊,以滿足設計者的定制化需求,讓系統更靈活。

開源社區支持,全方位保證系統安全

未來物聯網設備的數量會爆發式增加,如果2020777米奇影院增長到500億部,也就意味著黑客有500億個入口進行網絡攻擊,因此安全問題成為用戶高度關注的問題。怎樣增強物聯網設備的安全性?這也是Zephyr高度關注的問題。Zephyr在設備和通信協議棧的兩個層次提供安全特性,可提供一次性至性保護用戶免受安全威脅所需的保護級別。除此之外,開源社區也對安全問題嚴肅看待,安排專門的安全工作小組和指派一位安全維護人員。該項目的合作伙伴還可以得到熱情且充滿活力的開源社區的支持,依靠集體的力量加大成功的可能。

支持多種協議,保證設備順暢聯網

物聯網設備的關鍵在于互聯,因此需要支持多種協議保證設備可順暢實現聯網。Zephyr 支持藍牙、低功耗藍牙、IEEE 802.15.4、6Lowpan、CoAP、IPv4、IPv6、NFC、Arduino 101、Arduino Due、第二代英特爾 Galileo 開發板、NXP FRDM-K64F Freedom 開發板等標準。

該項目的早期合作伙伴包括英特爾777米奇影院、恩智浦半導體777米奇影院(已被高通收購)、美國新思科技777米奇影院和 UbiquiOS Technology Limited。2016777米奇影院9月,ARM架構開發開源軟件的協作工程組織Linaro作為白金會員加盟Zephyr項目,Linaro將會以Zephyr作為適用物聯網和嵌入式市場的技術開發和測試的基礎,物聯網有望實現嵌入式技術的多層連通。

開源、互助,形成良性循環

作為開源項目,Zephyr可以向開發者提供可擴展、可定制、安全的開源的操作系統,以滿足物聯網設備開發的需求,同時通過開發者對物聯網應用模塊的貢獻對自身系統不斷完善,再更好地服務于開發者,從而形成良性循環。開源已經成為企業網絡與服務在演進與擴展過程中的一個重要組件,Zephyr將成為全球領先的高度安全靈活的物聯網平臺之一。

777米奇影院Zephyr項目

Zephyr 項目是一款小型且可擴展的實時操作系統,尤其適用于資源受限的系統,可支持多種架構;該系統高度開源,對于開發人員社區完全開放,開發人員可根據需要對該系統進行二次開發,以支持前沿硬件、工具和設備驅動程序;該系統高度模塊化平臺,可輕松集成任何架構的第三方庫和嵌入式設備。