Nucleus RTOS - Nucleus RTOS
Vývojář | Mentor Graphics Corp., a Siemens Obchodní |
---|---|
Napsáno | C |
Rodina OS | Operační systémy v reálném čase |
Pracovní stav | Aktuální |
Zdrojový model | Uzavřený zdroj |
První vydání | 1993 |
Poslední vydání | 3.x, 2017.02 / 15. května 2017 |
Marketingový cíl | Vestavěné systémy, IoT |
K dispozici v | Angličtina |
Platformy | PAŽE, NXP, MIPS, TI, PowerPC Altera Nios II, Xilinx MicroBlaze, Renesas SuperH, Infineon, Atmel AT91SAM, ostatní[1] |
Jádro typ | Reálný čas monolitický s hybridní podporou |
Licence | Proprietární |
Oficiální webové stránky | www |
Nucleus RTOS je operační systém v reálném čase (RTOS) vytvořený divizí Embedded Software z Mentor Graphics, a Siemens Obchodní, podpůrné 32- a 64-bit vestavěné platformy. The operační systém (OS) je určen pro reálný čas vestavěné systémy pro lékařské, průmyslové, spotřební, letectví a kosmonautiku Internet věcí (IoT) používá. Nucleus byl vydán poprvé v roce 1993. Nejnovější verze je 3.x a obsahuje funkce jako např řízení spotřeby, procesní model, 64bitová podpora, bezpečnostní certifikace a podpora pro heterogenní výpočetní technika vícejádrový systém na čipu (SOC) procesory.
Procesní model Nucleus přidává dělení prostorové domény pro izolaci úkolů a modulů na SOC buď s jednotka správy paměti (MMU) nebo jednotka ochrany paměti (MPU), jako jsou ty založené na jádrech ARMv7 / 8 Cortex-A / R / M.
Podporované platformy
Nucleus podporuje mnoho vestavěných procesorů včetně předních ARMv7 Zařízení Cortex A, R a M. Podpora posledních verzí ARMv8 64bitová zařízení. Oficiální web obsahuje úplný seznam podporovaných zařízení.[2] Zahrnuje 32bitové MCU a MPU, konfigurovatelná zařízení a 32bitové a 64bitové vícejádrové procesory.
Dějiny
Nucleus 1.x byl poprvé vydán v roce 1993 společností Accelerated Technology (ATI) jako Nucleus PLUS. Brzy se stal jedním z nejčastěji používaných RTOS na embedded trhu. Po svém počátečním úspěchu tam ATI přidala podporu pro síťování, grafika, a souborové systémy, což urychlilo přijetí.
Mentor Graphics získané ATI v březnu 2002, který brzy následovala druhá generace Nucleus RTOS. Verze 2.x byla vydána v roce 2003 a zlepšuje její přenositelnost napříč různými architekturami a sadami nástrojů. Nové komponenty jako IPv6, Flash paměť souborový systém a Universal Serial Bus (USB ) Byly přidány 2.0. Mentor nahradil starší ladicí program Codelab vývojovými nástroji EDGE, které zahrnovaly překladač nástroje, debugger, simulátor a profiler.
Mentor Graphics představil 3. generaci Nucleus v roce 2010. Verze 3.x byla určena pro high-end mikroprocesor jednotky (MPU), mikrokontrolér jednotky (MCU), procesory digitálního signálu (DSP) a polní programovatelná hradlová pole (FPGA). Pro zařízení s omezenými paměťovými prostředky byl Nucleus navržen tak, aby se zmenšil na velikost paměti <10 kilobajtů (KB) pro kód i data.
Nucleus 3.x představil podporu pro symetrické více procesů (SMP) a asymetrické více procesů (AMP) bez dohledu uAMP i pod dohledem sAMP (pomocí Mentor Embedded Hypervisor ). Další doplňky v Nucleus 3.x:
- Integrovaná podpora správy napájení pro jádro a middleware komponenty; zahrnuje podporu pro DVFS, potlačení klíšťat a spánkové režimy včetně hibernace.
- Procesní model pro dělení paměti na podporu dynamického načítání a vykládání aplikačních modulů. Procesy, které lze načíst, jsou podporovány jak na špičkových MPU, tak na MCU s nižšími konci s podporou správy hardwarové paměti nebo bez ní.
- Bezdrátová podpora
- Protokoly IoT
- Bezpečnostní certifikace pro letecký, lékařský, průmyslový a automobilový průmysl
- Podpora ARM TrustZone
- Mentor integrovaný vícejádrový rámec pro správu životního cyklu IPC a procesoru pro návrhy AMP (jak supervizovaný sAMP, tak bezkontaktní uAMP)
- Runtime podpora trasování s nástroji pro analýzu na straně hostitele
Kromě nových funkcí ve verzi 3.x se Nucleus přesunul Obchodní model z a la cartek jednomu sjednocenému balíčku.
Mentor získal CodeSourcery v prosinci 2010, aby nahradil vývojové nástroje EDGE produktem Sourcery CodeBench. Sourcery CodeBench zahrnuje nástrojový řetězec kompilátoru, debugger a nástroje pro trasovací analýzu. Řetězec nástrojů překladače je založen na řetězci nástrojů GNU. Debugger a integrované vývojové prostředí (IDE) jsou založeny na Zatmění. Sourcery CodeBench podporuje ARM, IA-32, MIPS a PPC architektury s integrovanými pracovními postupy a povědomím o OS pro Nucleus RTOS a Mentor Embedded Linux.
Nucleus 3.x představil jednotný systém sestavení a konfigurace, pomocí kterého je jádro konfigurováno prostřednictvím jednoho souboru a staví se jako jediná knihovna. Jako menuconfig v Linuxu, a uživatelské rozhraní (UI) konfigurační nástroj integrovaný s CodeBench poskytuje uživateli graficky volitelné komponenty k přizpůsobení jádra v době sestavení. Konfigurační systém Nucleus umožňuje přizpůsobení uživatele pro integraci nových řetězců nástrojů, podpory architektury a vlastností sestavení.
Hlavní součásti
Součásti Nucleus RTOS zahrnují:
- Jádro
- Služby
- Konektivita
- Souborový systém
- Síťování
- Rámec IoT
- Bezdrátový
- Bezpečnostní
- Uživatelské rozhraní a grafika
Jádro
- Jádro v reálném čase s prioritním preventivním plánováním
- Podpora dynamického propojení pomocí načtitelných modulů
- C ++, POSIX, a microITRON rozhraní
- SMP / AMP (pod dohledem i bez dozoru)
- Podpora SMP a řízení běhu pro vázanou výpočetní doménu a spřažení s jádry procesoru pro úkoly a přerušení
- Podpora 64bitových architektur
- Škálovatelné, aby se vešly paměťově omezená zařízení
- Integrovaný rámec pro správu napájení
- Zdrojový kód pro všechny komponenty
Služby
- Inicializace a registr na úrovni běhu
- POSIX: jádro, síť a systém souborů
- Shell a trasování
- Debug agent
- C ++
- Služby správy napájení
Konektivita
Nucleus podporuje možnost připojení k jiným zařízením prostřednictvím různých rozhraní, včetně:
- USB 2,0 a 3,0
- Hostitel USB, funkce a Na cestách (OTG) hromádky
- Bluetooth s mnoha povolenými pokročilými profily (A2DP, AVRCP, HFP, HSP, atd.)
- Propojení periferních komponent (PCI), PCI-X a PCIe
- Controller Area Network (CAN) a CANopen
- Secure Digital (SDIO)
- SPI, QSPI
- Interintegrovaný obvod (I²C )
Souborový systém
Na rozdíl od operačních systémů Windows a Unix nepotřebuje Nucleus a souborový systém pracovat. Pro složitá použití vyžadující místní úložiště však Nucleus podporuje několik souborových systémů včetně FAT, SAFE (odolný proti chybám) a LWEXT.
Více systémů souborů současně
- Tabulka alokace souborů (TLUSTÝ )
- BEZPEČNÝ (vysoká spolehlivost napájení bezpečná při selhání)
- DALŠÍ
- Instalační souborové systémy třetích stran
Podpora více médií
- CD ROM
- Pevný disk
- RAM disk
- Blikají NOR a NAND
- USB disk
- SD MMC
Nucleus poskytuje podporu pro různé systémy souborů a úložná média prostřednictvím virtuálního systému souborů aplikační programovací rozhraní (API), který umožňuje přístup k podporovaným souborovým systémům a úložným zařízením pomocí stejných volání funkcí bez ohledu na základní formát úložiště.
Síťování
Síťový zásobník Nucleus je duální zásobník IPv4 a IPv6, který podporuje více než 60 síťových protokolů. Síťový zásobník Nucleus podporuje POSIX a poskytuje snadno použitelné aplikační rozhraní založené na soketu. Stručný seznam podporovaných protokolů zahrnuje:
- Sada internetového protokolu (UDP, TCP / IP)
- Internet Control Message Protocol (ICMP), DHCP, protokol dynamické konfigurace hostitelského počítače (DHCP), překlad síťových adres (NAT)
- Protokol point-to-point (PPP) a Protokol point-to-point přes Ethernet (PPoE)
- Protokol pro přenos souborů (FTP), Telnet, Zabezpečte Shell (SSH)
- Jednoduchý protokol pro správu sítě (SNMP]], Síťový časový protokol (NTP)
- Hypertext Transfer Protocol (HTTP) a HTTPS
- JSON -XML, Webové zásuvky
Bezpečnostní
Nucleus podporuje širokou škálu možností šifrování pro zabezpečenou komunikaci k ochraně dat v klidu nebo při přenosu. Nucleus se dodává s OpenSSL a balíčkem podobným OpenSSL wolfSSL (dříve CyaSSL), který je mnohem menší než OpenSSL u návrhů vyžadujících šifrování, ale omezenou kapacitou paměti.[3] Mezi bezpečnostní protokoly k ochraně přenášených dat patří IPsec / IKE, SSH / SSL / TLS / DTLS. Šifrování zahrnuje DES, 3DES, AES, SHA-256. Kryptografie veřejného klíče algoritmy zahrnují RSA. Podpora zahrnuje X.509, RADIUS a 802.1X.
Bezdrátový
Několik Wi-Fi podporovány jsou moduly od různých výrobců čipů jako QCA, Broadcom, TI a CSR:
- IEEE 802.11 a / b / g / n
- IEEE 802.15.4
- Bluetooth, Bluetooth LE
Grafika uživatelského rozhraní
Podporuje Nucleus 3.x. OpenGL a přední knihovny uživatelského rozhraní třetích stran. Nucleus podporuje Qt Rámec uživatelského rozhraní, který byl optimalizován pro velikost kódu a integrován do CodeBench pro ladění a trasování. Mezi další podporovaná uživatelská rozhraní patří Integrovaný průvodce a Studio Socionext CGI.
IoT
Nedávná vydání Nucleus zahrnují podporu pro HTTPS, Omezený aplikační protokol (CoAP), MQTT a 6LoWPAN.
Nucleus také ohlásil podporu cloudového výpočetního prostředí Microsoft Azure.
Průmyslový
Nucleus byl integrován do průmyslových zásobníků třetích stran od lídrů v oboru. Podpora průmyslového zásobníku zahrnuje Jednotná architektura OPC (OPC UA) hostitel a klient a EtherNet / IP z Softing a EtherCAT z KoenigPa.
Vícejádrový
Nucleus podporuje asymetrické více procesů (AMP) a symetrické více procesů Režim (SMP) pro vedoucí 32 a 64bitové heterogenní vícejádrové SoC. Nucleus je také schopen fungovat jako GOS s Mentor Embedded Hypervisor.
Při provozu v režimu AMP může Nucleus RTOS koexistovat s jinými instancemi Nucleus, Linux a / nebo holý stroj (kovové) programy distribuované na ostatních procesorech. V tomto režimu běží každý procesor samostatně a chová se jako samostatný systém v rámci SoC. Integrovaný vícejádrový rámec Mentor poskytuje meziprocesovou komunikaci mezi operačními systémy na různých jádrech a správu životního cyklu procesoru. Provoz SMP znamená mít instanci Nucleus RTOS pro správu více jader současně. Nucleus může distribuovat své operace napříč všemi jádry na vícejádrovém zařízení nebo v jakékoli podmnožině jader. Za tímto účelem nabízí Nucleus podporu běhového rozhraní API pro vázanou výpočetní doménu a pro základní přiřazení kontrolních úkolů a přerušení afinit.
Balíčky produktů
Nucleus RTOS je zabalen následovně:
- Nucleus ReadyStart Edition ReadyStart, která obsahuje runtime systém, middleware, BSP (vše ve zdrojovém kódu) a IDE, debugger, kompilační nástroje, trasovací balíček v jednom balíčku. Nucleus Ready Start přichází ve verzích zabalených pro ARM, MIPS a PPC. Nucleus ReadyStart přidává do CodeBench specializované pluginy pro zatmění, které poskytují zjednodušené pracovní postupy pro sestavení a konfiguraci a vylepšení ladění, včetně povědomí o jádru, podpory zaváděcích modulů, trasovacích a profilovacích nástrojů.
- Nucleus Source Code Edition obsahuje runtime systém a middleware zabalený pro podporu jedinečných architektur a / nebo různých řetězců nástrojů
Bezpečnostní osvědčení
Nucleus SafetyCert byl certifikován pro nejvyšší úroveň bezpečnosti pro DO-178C, IEC 61508, IEC 62304, a ISO 26262.
Příklad zařízení využívajících produkty Nucleus zahrnuje:
- Nové obzory, meziplanetární vesmírná sonda[4]
- Honeywell pro technologii povědomí o kritickém terénu v leteckém průmyslu[Citace je zapotřebí ]
- Klíčové karaoke společnosti IVL Technologies Ruční Hráč používá Nucleus PLUS[5]
- Logitech používá to ve svém Kapesní video Přenosné digitální videokamery[Citace je zapotřebí ]
- SK Telecom První komercializace vícenásobný přístup k rozdělení kódu (CDMA) technologie v Koreji[Citace je zapotřebí ]
- Mediatek Dual SIM Čipové sady založené na duálních procesorech, které najdete ve většině čínských telefonů[Citace je zapotřebí ]
- NEC Vysoké rozlišení mobilní, pohybliví Sluchátko[Citace je zapotřebí ]
- Rodina ASC RBOX Multi-Service Aggregator používá Nucleus PLUS[6]
- Řada TI-Nspire ruční kalkulačky používat Nucleus jako základ jejich operační systém[7]
- Telephonics to používá v USAF C-130 Avionics Modernization Program, SDI System a 767 Tanker Program, Aviation Communication System[8]
- Garmin International vyvinout navigační CNX80 Globální Polohovací Systém (GPS) pro všeobecné letectví[Citace je zapotřebí ]
- Velké množství mobilních telefonů Motorola, Samsung, LG, Siemens / Benq, Sagem a NEC[Citace je zapotřebí ]
- Uživatelské rozhraní třídy S na LG Pop, Arena atd.[Citace je zapotřebí ]
- Intellon Home Plug AV[Citace je zapotřebí ]
- Crestron Electronics na svých starších procesorech řídicího systému řady 2[9]
- Zvuk BSS v jejich Soundweb Londýn rozsah.[10]
- Novější verze Kreativní ZEN výrobní linka[Citace je zapotřebí ]
- The Infineon Čipová sada S-Gold2 použitá v Siemens telefony: S75, E71, M81 atd.[11]
- The Infineon Čip základního pásma S-Gold2 používaný v Apple iPhone[12]
- Metrotech i5000 Vyhledání nástrojů Přijímač[Citace je zapotřebí ]
- Řada Creative Zen Vision[Citace je zapotřebí ]
- Technologie Intel Active Management, vPro vestavěný řadič[Citace je zapotřebí ]
- Tandberg Video a telefonní zařízení MXP[13]
- Anesteziologický systém Datex-Ohmeda Avance[Citace je zapotřebí ]
- Defibrilátory Zoll Medical Corporation[Citace je zapotřebí ]
- Samsung bada zařízení založená na platformě[Citace je zapotřebí ]
- Raný pacientský monitor Mindray, ultrazvukové zařízení a hematologický analyzátor[Citace je zapotřebí ]
Viz také
Reference
- ^ „Nucleus OS Supported Processors“. www.mentor.com.
- ^ „Podporované procesory Nucleus RTOS“. www.mentor.com. Citováno 2017-08-22.
- ^ „Uživatelská příručka wolfSSL - Kapitola 5: Přenositelnost - Dokumentace“. Citováno 2019-02-14.
- ^ Voica, Alexandru. „MIPS ve vesmíru: Uvnitř mise NASA New Horizons k Plutu“. Fantazie.
- ^ „Technologie IVL“. ivl.com.
- ^ "ASC". nsgdata.com.
- ^ „Technické podrobnosti TI-Nspire - ticalc.org“. www.ticalc.org.
- ^ „Telephonics - lídr v oblasti dohledu, komunikace, analýz a integrovaných řešení“. www.telephonics.com.
- ^ „Řídicí systémy pro domácí automatizaci, řízení kampusu a budov společností Crestron Electronics“. www.crestron.com.
- ^ „Soundweb London - BSS Networked Audio Systems“. Síťové zvukové systémy BSS.
- ^ „Все о глазах и зрении - офтальмологический форум“ (PDF). s75.siemens-club.org.
- ^ „Vývoj Apple iPhone a jeho mnoha CPU - i v rámci modelu - Muzeum CPU Shack“. cpushack.com.
- ^ http://csrc.nist.gov/groups/STM/cmvp/documents/140-1/140crt/140crt951.pdf