Введение

RT-Thread появился в 2006 году и представляет собой операционную систему для интернета вещей, которая развивается на основе принципов открытости, нейтральности и сообщества. RT-Thread в основном написан на языке C и имеет простую и понятную структуру, а также обладает возможностью лёгкой портируемости на различные микроконтроллеры (MCU) и модули. В RT-Thread методы объектно-ориентированного проектирования применяются к разработке систем реального времени, что делает код элегантным, архитектуру ясной, систему модульной и легко адаптируемой.

У RT-Thread есть полная версия и Nano-версия. Для систем с ограниченными ресурсами можно использовать инструменты для создания версии NANO с ядром размером всего 3 КБ флэш-памяти и 1,2 КБ оперативной памяти. Для более богатых ресурсами устройств IoT можно использовать полную версию RT-Thread, где онлайн-инструмент управления пакетами программного обеспечения и инструмент настройки системы позволяют быстро и интуитивно создавать модульные конфигурации, а также бесшовно интегрировать богатый набор функций, таких как графические интерфейсы и сенсорные эффекты, подобные тем, которые используются в Android.

Архитектура RT-Thread

RT-Thread — это операционная система для интернета вещей, состоящая из ядра RTOS и компонентов промежуточного слоя. Архитектура включает:

• Ядро: ядро RT-Thread является основной частью операционной системы и включает реализацию объектов в системе ядра, таких как многозадачность, семафоры, почтовые ящики, очереди сообщений, управление памятью, таймеры и т. д. Libcpu/BSP (файлы поддержки переноса чипа / пакет поддержки платы) тесно связаны с аппаратными средствами и состоят из драйверов устройств и переноса процессора.

• Компоненты и сервисы: компоненты представляют собой надстройки над ядром RT-Thread и включают такие функции, как виртуальная файловая система, интерфейс командной строки FinSH, сетевая структура, структура устройств и другие. Они разработаны с использованием модульного подхода, обеспечивая высокую связность внутри компонентов и низкую связанность между ними.

• Пакеты программного обеспечения RT-Thread: работают на платформе операционной системы RT-Thread для IoT и предоставляют универсальные программные компоненты для различных областей применения. Они состоят из описательной информации, исходного кода или библиотечных файлов. Платформа пакетов программного обеспечения RT-Thread предлагает широкий выбор повторно используемых пакетов, разработанных как официальными, так и сторонними разработчиками. Это важная часть экосистемы RT-Thread. Экосистема пакетов программного обеспечения играет ключевую роль в выборе операционной системы, поскольку эти пакеты обладают высокой степенью повторного использования, модульности и удобства для разработчиков приложений, позволяя им быстро создавать желаемые системы. RT-Thread уже поддерживает более 450 пакетов программного обеспечения.

Особенности RT-Thread

• Низкое потребление ресурсов и энергоэффективность, особенно в Nano-версии, требующей всего 1,2 КБ ОЗУ и 3 КБ флеш-памяти.
• Богатый набор компонентов и процветающая экосистема пакетов программного обеспечения.
• Простота использования и элегантный стиль кода, облегчающий чтение и понимание.
• Высокая масштабируемость благодаря качественной масштабируемой архитектуре, слабой связанности, модульности и лёгкости настройки и расширения.
• Мощные возможности для высокопроизводительных приложений.
• Широкая поддержка платформ и чипов.

Структура каталога исходного кода

Структура каталогов исходного кода RT-Thread выглядит следующим образом:

В настоящее время RT-Thread поддерживает перенос почти на 90 плат разработки, большинство BSP поддерживают среду разработки MDK и IAR и компилятор GCC, и предоставляются готовые проекты MDK и IAR, позволяющие пользователям добавлять свой собственный код приложения непосредственно в проект. Структура каталогов каждого BSP очень похожа, и все они предоставляют файл README.md, содержащий базовое введение в этот BSP и соответствующие инструкции, чтобы пользователи могли быстро начать работу.

Env — это вспомогательный инструмент разработки от RT-Thread, предназначенный для проектов, основанных на операционной системе RT-Thread. Он предоставляет среду компиляции и сборки, графическую конфигурацию системы и функции управления пакетами. Встроенный menuconfig обеспечивает простой в использовании инструмент конфигурации, позволяющий свободно настраивать ядро, компоненты и пакеты программного обеспечения, создавая систему по принципу «конструктора».

Скачать инструмент Env

Руководство пользователя Env

Ресурсная документация

Аппаратная поддержка

Операционная система RT-Thread RTOS поддерживает множество архитектур и охватывает основные архитектуры, используемые в настоящее время. Поддерживаемые архитектуры и производители чипов включают:

• ARM Cortex-M0/M0+: например, ST

• ARM Cortex-M3: например, ST, Allwinner, Freescale, Nuvoton, NXP, Nordic, GigaDevice, Realtek, Ambiq Micro и др.

• ARM Cortex-M4: например, ST, Infineon, Nuvoton, NXP, Nordic, GigaDevice, Realtek, Ambiq Micro и др.

• ARM Cortex-M7: например, ST, NXP

• ARM Cortex-M23: например, GigaDevice

• ARM Cortex-M33: например, ST

• ARM Cortex-R4

• ARM Cortex-A8/A9: например, NXP

• ARM7: например, Samsung

• ARM9: например, Allwinner, Xilinx, GOKE

• ARM11: например, Fullhan

• MIPS32: например, loongson, Ingenic

• RISC-V Поддерживаемые чипы и производители:

• RV32E/RV32I[F]/RV64[D]: Sifive, Kendryte, Bouffalo Lab, Nuclei, T-Head, HPMicro.

• ARC: Synopsys.

• DSP: Texas Instruments.

• C-Sky.

• x86.

Поддерживаемые IDE и компиляторы:

RT-Thread поддерживает следующие IDE и компиляторы:

• MDK KEIL.
• IAR.
• GCC.
• RT-Thread Studio.

Для командной строки используется scons.

Быстрое начало работы:

Можно скомпилировать и загрузить BSP на соответствующую плату разработки или использовать qemu-vexpress-a9 BSP без аппаратной платформы. Подробные инструкции можно найти в руководстве по началу работы для QEMU (Windows и Ubuntu).

Документация:

Доступна документация по использованию RT-Thread, включая программирование, учебные пособия и примеры кода. Также есть видеоматериалы по различным темам, связанным с RT-Thread.

Примеры кода:

Предоставлены примеры кода для различных компонентов RT-Thread: ядро, устройства, файловые системы, сети и API.

Видеоматериалы:

На видеохостинге доступны обучающие материалы и видео по RT-Thread.

Лицензия:

Система RT-Thread полностью открыта и распространяется под лицензией Apache License 2.0.

Сообщество:

Сообщество RT-Thread активно поддерживается и предоставляет различные ресурсы для разработчиков, включая веб-сайт, форум, официальные аккаунты в социальных сетях и руководство по внесению вклада в проект.