RT-Thread Smart開源混合微內(nèi)核操作系統(tǒng)橫空出世，替換智能設(shè)備中的Linux!

來源：嵌入式資訊

隨著嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)復(fù)雜度的不斷攀升，嵌入式操作系統(tǒng)越來越多地被應(yīng)用于軟件開發(fā)。當(dāng)前用于MCU的嵌入式操作系統(tǒng)主要有μc/OS、FreeRTOS和RT-Thread，在帶MMU的微處理器上，以Linux、VxWorks、QNX為主，國(guó)外嵌入式操作系統(tǒng)處于壟斷地位，國(guó)產(chǎn)幾乎為空白。直到我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展、國(guó)產(chǎn)裝備自主可控需求日益旺盛，這個(gè)局面才得以打破，國(guó)產(chǎn)嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展開始步入快車道。

睿賽德科技（RT-Thread）深耕于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)領(lǐng)域十?dāng)?shù)年，一直秉承著“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)未來”的科技理念。經(jīng)過大量市場(chǎng)需求的調(diào)研后，RT-Thread團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)2年的努力，于近日推出混合微內(nèi)核架構(gòu)——RT-Thread Smart。RT-Thread Smart主要面向帶MMU（Memory Management Unit，內(nèi)存管理單元）的中高端處理器，為眾多領(lǐng)域提供更具競(jìng)爭(zhēng)力的操作系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件平臺(tái)。

混合微內(nèi)核操作系統(tǒng)，為何而來？

微內(nèi)核與宏內(nèi)核之爭(zhēng)由來已久，事實(shí)上，在具體應(yīng)用場(chǎng)景下，對(duì)于操作系統(tǒng)的選擇，沒有最好，只有最合適。例如，DRAM場(chǎng)景下，如何實(shí)現(xiàn)更短的啟動(dòng)時(shí)間？在對(duì)外用戶場(chǎng)景下，如何進(jìn)行功能分離？盡管RT-Thread宏內(nèi)核廣受開發(fā)者的歡迎，但卻無法很好地滿足芯片廠商的上述需求，而使用微內(nèi)核又存在效率不高的問題。

針對(duì)目前普遍存在的行業(yè)痛點(diǎn)，RT-Thread團(tuán)隊(duì)定義了一款新形態(tài)的操作系統(tǒng)——混合微內(nèi)核操作系統(tǒng)，支持將系統(tǒng)服務(wù)組件或驅(qū)動(dòng)按需納入內(nèi)核態(tài)中運(yùn)行，以獲得更佳的性能；同時(shí)，支持將系統(tǒng)的大部分系統(tǒng)組件及驅(qū)動(dòng)移到內(nèi)核之外（即用戶態(tài)），以一個(gè)個(gè)單獨(dú)的服務(wù)進(jìn)程運(yùn)行，內(nèi)核與服務(wù)進(jìn)程之間則通過消息傳遞完成交互。從外在看，這種操作系統(tǒng)既具有微內(nèi)核操作系統(tǒng)的特性，又具備宏內(nèi)核的高性能特性，為開發(fā)者提供了更多系統(tǒng)性能調(diào)優(yōu)方面的可能。

RT-Thread Smart：更小、更快、更安全

2019年4月正式立項(xiàng)后，RT-Thread團(tuán)隊(duì)投入大量人力和精力進(jìn)行研發(fā)工作。2019年7月，可以運(yùn)行第一個(gè)獨(dú)立的應(yīng)用程序；在2019年12月舉辦的開發(fā)者大會(huì)上，展示了基本能跑的應(yīng)用程序，文件系統(tǒng)外置到用戶態(tài)；2020年7月，已經(jīng)具備完整雛形，提供給外部開發(fā)者、芯片廠商進(jìn)行測(cè)試。據(jù)RT-Thread的創(chuàng)始人熊譜翔介紹，在研發(fā)過程中，還專門針對(duì)MCU設(shè)計(jì)了一款微內(nèi)核版本。

相比Linux動(dòng)輒十幾秒以上的啟動(dòng)時(shí)間，RT-Thread Smart的啟動(dòng)速度異常優(yōu)秀，最快可達(dá)300 ms以內(nèi)，特別適合汽車儀表盤、工業(yè)控制、AIoT等領(lǐng)域。除此之外，RT-Thread Smart還具備POSIX接口全兼容、開發(fā)調(diào)試便利（支持RT-Thread Studio集成開發(fā)環(huán)境）、應(yīng)用與內(nèi)核分離、高安全性等特性，而且具備多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新，例如，系統(tǒng)服務(wù)可根據(jù)實(shí)際場(chǎng)景需要放在內(nèi)核態(tài)或用戶態(tài)中執(zhí)行，而在整體系統(tǒng)上則采用微內(nèi)核的架構(gòu)，進(jìn)程間采用IPC/共享內(nèi)存方式通信、交互。

RT-Thread Smart立足差異化定位

RT-Thread Smart定位于成為一個(gè)專業(yè)的面向?qū)崟r(shí)應(yīng)用場(chǎng)合的高性能混合微內(nèi)核操作系統(tǒng)，填補(bǔ)傳統(tǒng)RTOS和大型操作系統(tǒng)Linux之間的空白，在實(shí)時(shí)性、成本、安全性、啟動(dòng)速度等方面取得了最佳的平衡。

（1）RT-Thread Smart與Linux相比

?啟動(dòng)速度最快可達(dá)幾百毫秒以內(nèi)；

?搶占式調(diào)度內(nèi)核，任務(wù)響應(yīng)性能相比Linux更加優(yōu)秀；

?支持POSIX API規(guī)范，極大程度上降低了Linux開源軟件的移植成本；

?OS占用內(nèi)存空間以及Flash空間極小，可最大化節(jié)約物料成本；

?支持Windows下開發(fā)應(yīng)用程序，開發(fā)環(huán)境更加友好；

?系統(tǒng)和應(yīng)用分離，方便應(yīng)用程序和系統(tǒng)單獨(dú)發(fā)布、單獨(dú)升級(jí)；

?重大組件和服務(wù)運(yùn)行在用戶態(tài)，操作系統(tǒng)更加輕量、安全。

（2）RT-Thread Smart與RT-Thread相比

?支持帶MMU的處理器；

?操作系統(tǒng)有用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)兩種運(yùn)行空間，進(jìn)程空間互相隔離，用戶態(tài)與內(nèi)核態(tài)相互隔離，驅(qū)動(dòng)、應(yīng)用程序、服務(wù)組件等可按需運(yùn)行在內(nèi)核態(tài)或用戶態(tài)，架構(gòu)上具備非常容易的可遷移特性；

?支持開源版RT-Thread API接口；

?繼承RT-Thread十幾年的社區(qū)組件積累，更易獲得豐富的RT-Thread OS組件。

RT-Thread Smart大有用武之地

正如RT-Thread COO鄒誠(chéng)所言，AIoT市場(chǎng)需求潛力巨大，RTOS的發(fā)展趨勢(shì)是帶有豐富中間組件和軟件包的IoT OS，多芯多OS則需要統(tǒng)一的OS平臺(tái)，以便通過軟件和應(yīng)用復(fù)用來提升效率、降低成本。值得一提的是，實(shí)時(shí)系統(tǒng)開始在MPU上流行開來。

AIoT時(shí)代，融合RTOS強(qiáng)實(shí)時(shí)性和系統(tǒng)成本低的優(yōu)勢(shì)，RT-Thread Smart可廣泛應(yīng)用在工業(yè)控制、汽車電子、航空航天、消費(fèi)類電子、教學(xué)與科研等領(lǐng)域，尤其適合安防（如攝像頭）、工業(yè)（如邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)）、軍工、車載（如儀表盤）等行業(yè)領(lǐng)域，在特定的消費(fèi)電子類應(yīng)用上也將大展拳腳！

為開發(fā)者打造最佳生態(tài)環(huán)境

眾所周知，建立起一個(gè)良好的生態(tài)絕非易事，而想在國(guó)內(nèi)打造出好的生態(tài)更是難上加難。得益于十來年的長(zhǎng)期積累，RT-Thread已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)合作和支持芯片和廠商眾多、社區(qū)開發(fā)者踴躍、組件豐富、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的國(guó)產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，幫助不少的互聯(lián)網(wǎng)公司發(fā)布了自己的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)。

目前，RT-Thread終端裝機(jī)量超過6億臺(tái)，開發(fā)者人數(shù)突破10萬；Github 相關(guān)排行榜上Star排名第一，海外市場(chǎng)粉絲接近2000；芯片原生搭載RT-Thread超過30家，芯片支持超過80家。2019年開始，RT-Thread團(tuán)隊(duì)著手開展大學(xué)計(jì)劃，如今已經(jīng)在9所高校建立了聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，60余所大學(xué)開課，并贊助了相關(guān)大學(xué)競(jìng)賽。今后還將會(huì)投入更多精力，幫助未來的嵌入式從業(yè)者順利開啟自己的職業(yè)生涯。

軟件方面，RT-Thread擁有豐富的開發(fā)工具和優(yōu)質(zhì)的SDK/API，得益于開發(fā)者的大力支持，軟件包超過300個(gè)。尤其值得一提的是，RT-Thread Studio能夠提供一站式集成開發(fā)環(huán)境，完全圖形化開發(fā)，且具有強(qiáng)大的裸機(jī)開發(fā)支持；柿餅GUI在穿戴領(lǐng)域深受歡迎，下載量高達(dá)5萬。

開源為本，拓展商業(yè)價(jià)值

經(jīng)過十?dāng)?shù)年的精心耕耘，以小而美著稱的RT-Thread在國(guó)內(nèi)開源軟件界圈粉無數(shù)，尤其近幾年迎來了快速上升期。從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來看，商業(yè)模式是個(gè)繞不開的關(guān)鍵因素。啟動(dòng)RT-Thread Smart研發(fā)的同時(shí)，團(tuán)隊(duì)也開展了一系列商業(yè)舉措，大眾接受度超出預(yù)期，而且正在贏得越來越廣泛的商業(yè)合作。

隨著商業(yè)模式逐漸清晰，團(tuán)隊(duì)又面臨著新的考驗(yàn)：RT-Thread Smart繼續(xù)走開源路線，還是轉(zhuǎn)而收費(fèi)? 如何平衡開源影響力和商業(yè)價(jià)值，無疑考驗(yàn)著RT-Thread團(tuán)隊(duì)的智慧和格局。考慮到RT-Thread Smart填補(bǔ)了傳統(tǒng)RTOS和Linux之間的空白，能夠滿足當(dāng)下嵌入式產(chǎn)業(yè)的迫切需求，RT-Thread團(tuán)隊(duì)最終決定——RT-Thread Smart開源如故，以便開發(fā)者借助RT-Thread Smart的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)迅速創(chuàng)造新的市場(chǎng)價(jià)值。

熊譜翔宣布RT-Thread Smart開源！

RT-Thread Smart計(jì)劃于2020年10月正式發(fā)布到開源代碼托管平臺(tái)上（如果是RT-Thread的會(huì)員，即刻就可以進(jìn)行測(cè)試）。與此同時(shí)，RT-Thread也會(huì)繼續(xù)加強(qiáng)商業(yè)化的運(yùn)作，努力做出越來越多的可授權(quán)的商業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，為客戶提供定制化的產(chǎn)品和服務(wù)。

攜手合作伙伴，壯大國(guó)內(nèi)嵌入式產(chǎn)業(yè)

近兩年，國(guó)際形勢(shì)風(fēng)云變幻，國(guó)產(chǎn)芯片異軍突起，國(guó)產(chǎn)嵌入式操作系統(tǒng)迎來了巨大的發(fā)展機(jī)遇。盡管前景美好，但絕非一朝一夕可以成就。集成電路產(chǎn)業(yè)需要潛心鉆研，用心攻關(guān)，耐心打磨，離不開大量時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)的積累。國(guó)內(nèi)嵌入式產(chǎn)業(yè)若想進(jìn)入真正的黃金時(shí)代，除了獲得國(guó)家層面的大力扶持之外，更需要國(guó)內(nèi)軟硬件廠商放眼國(guó)際，通力合作，穩(wěn)扎穩(wěn)打，埋頭苦干，共同推動(dòng)國(guó)內(nèi)嵌入式產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。

RT-Thread Smart Demo展示

RT-Thread團(tuán)隊(duì)深諳此理，不僅專注于為開發(fā)者打造理想的軟件生態(tài)，而且注重同國(guó)內(nèi)芯片廠商（如龍芯中科、全志科技）以及科研院所（如中科院軟件所）等開展緊密合作，力求打造更為完整、健康的生態(tài)鏈。我們期待RT-Thread Smart的出現(xiàn)能為國(guó)內(nèi)嵌入式產(chǎn)業(yè)注入新的活力，惠及更多開發(fā)者、企業(yè)、機(jī)構(gòu)，使開發(fā)產(chǎn)品的過程更加模塊化，更加便利、穩(wěn)定；同時(shí)，借助不斷降低的維護(hù)成本，幫助開發(fā)者將更多的精力用在產(chǎn)品創(chuàng)新上，從而創(chuàng)造更大的社會(huì)價(jià)值。