Articles
Специализированная ОС реального времени Azure RTOS для микроконтроллеров RZ/A1L Arm®Cortex®-A9
Производитель Renesas Electronics в сотрудничестве с компанией Microsoft представили разработчикам приложений IoT возможность для быстрого и беспрепятственного подключения к облаку на основе операционной системы реального времени Azure, микроконтроллеров и микропроцессоров Renesas и компонентов Microsoft Azure IoT (включая Azure RTOS, пакет SDK для устройств Azure IoT).
С развитием Интернета вещей Microsoft стал создавать решения для систем с ограниченными ресурсами, таких, как микроконтроллеры. Предполагается, что именно на микроконтроллерах и микропроцессорах будут создаваться устройства Интернета вещей (IoT), отправляющие данные в облако и принимающие команды от него. Одним из таких продуктов являются МК семейства RZ/A.
Микропроцессор RZ/A1L Arm®Cortex®-A9 работает на частоте 400 МГц. Благодаря встроенной SRAM (3МБ), RZ/A1L поддерживает до 2 дисплеев с разрешением WVGA (800x480) или один дисплей с разрешением WSVGA (1024x600) без необходимости использования внешней памяти. Благодаря поддержке Linux, RTOS или Bare-metal, RZ/A1L активно используется для проектирования интеллектуальных устройств компактных размеров с высокой производительностью для приложений IoT. Поставляется в корпусах QFP и BGA с поддержкой гибкой топологии печатной платы и интерфейсом SDRAM для расширения внешней памяти до 128 МБ.
Основные технические характеристики | Сферы применения |
|
|
В Azure RTOS входит ядро ThreadX вместе с дополнительными компонентами, а также добавлены средства подключения к Azure IoT Hub и Azure IoT Central. Само название Azure RTOS подчеркивает применение совместно с сервисами Azure для устройств IoT.
На данный момент Azure RTOS является единственным решением реального времени от Microsoft для микроконтоллеров. В состав Azure RTOS входят:
- ОС ThreadX (ядро, планировщик, реализующий многозадачность и синхронизацию задач);
- Стек TCP/IP NetX/NetX Duo;
- Стек FAT FileX;
- Стек USB Host/Device/OTG USBX;
- Реализация графического интерфейса GUI: GUIX и инструмент разработки (GUIX Studio);
- Реализация равномерного износа флеш-памяти для FileX: LevelX;
- Система трассировки событий TraceX;
- SDK для Azure IoT поверх NetX Duo – готовые средства для подключения устройства к службам Azure.
Время реакции на внешние события в ThreadX строго определено: поток с высоким приоритетом начинает обработку внешнего события за гарантированное время. Например, время переключение контекста всегда гарантированно меньше 100 циклов.
Azure RTOS применяется в специализированном оборудовании: устройства беспроводной связи, принтеры, модемы, устройства хранения данных, медицинские устройства, интеллектуальные датчики.
Отличительные особенности Azure RTOS
- Малый размер. Минимальная система занимает 2 КБ ROM. Размер увеличивается автоматически по мере использования возможностей ОС.
- Поддерживаются различные методы реализации многопоточности, как вытесняющая, так и кооперативная многопоточность.
- Детерминированное время переключения контекста (меньше 100 циклов), быстрая загрузка (меньше 120 циклов), опциональная проверка ошибок, пикоядро без "слоев".
- Поддержка большого количества микроконтроллеров и IDE для разработки.
- Порог вытеснения (Preemption threshold) - порог вытеснения N означает, что данный поток может быть вытеснен только потоками с приоритетом выше N, т.е. от 0 до (N - 1) включительно, а потоки с приоритетом ниже N (т.е. больше N включительно) не могут вытеснять данный поток. Правильное использование данной возможности уменьшает количество переключений контекста, а также уменьшает время реакции на внешние события.
- Сцепление событий (Event chaining) - позволяет объединить несколько событий в единый сигнал синхронизации для потока, что позволяет синхронизироваться сразу по нескольким событиям, причем в разных комбинациях (И, ИЛИ).
- Наследование приоритета (Priority inheritance) - позволяет избежать негативных последствий ситуации инверсии приоритетов.
- Оптимизированная обработка прерываний от аппаратных таймеров;
- Модули (Modules). ThreadX позволяет "обернуть" один или несколько потоков приложения в "модуль", который может быть динамически загружен и запущен на целевом устройстве. Модули позволяют производить обновление "в полях" с целью исправления ошибок. Также при помощи модулей можно разбить микропрограмму на сегменты и динамически определять набор выполняемых потоков, чтобы сэкономить память.
- Встроенная трассировка событий и аналитика стека. Подбор размера стека потока является одной из самых важных задач при разработке с использованием ОС для микроконтроллера. Нельзя сделать слишком маленький стек, т.к. в отсутствие защиты памяти при переполнении стека - произойдет порча областей памяти других задач. Слишком большой стек также недопустим, т.к. приведет к излишнему расходованию памяти, а она ограничена.
Комплект Renesas Synergy ™ AE-Cloud2 с поддержкой Microsoft Azure стал доступен во втором квартале 2020 года, комплект Renesas RX65N Wi-Fi Cloud Kit будет доступен в 2021 году.
Смотреть дополнительную информацию > Микропроцессор RZ/A1L
Смотреть дополнительную информацию > Руководство по проектированию оборудования серии RZ /A
ZIP-файлы исходника Azure RTOS для MPU RZ/A1 можно загрузить из репозитория или по прямым ссылкам .
Информацию по доступности MPU RZ/A1, образцам и коммерческим условиям можно получить по телефонам или почте This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. . Мы будем рады Вам помочь!