物联网相关嵌入式操作系统

jopen 10年前

实时系统（Real-time operating system,RTOS）的正确性不仅依赖系统计算的逻辑结果，还依赖于产生这个结果的时间。实时系统能够在指定或者确定的时间内完成系统功能和外部或内 部、同步或异步时间做出响应的系统。因此实时系统应该在事先先定义的时间范围内识别和处理离散事件的能力；系统能够处理和储存控制系统所需要的大量数据。

　　Contiki

　　相关支持: CoAP,TCP/IP 网络支持,RPL 路由,6Lowpan 报文压缩,Rime 无线协议栈

Contiki 是一个适用于有内存的嵌入式系统的开源的、高可移植的、支持网络的多任务操作系统。包括一个多任务核心、TCP/IP 堆栈、程序集以及低能耗的无线通讯堆栈。Contiki 采用 C 语言开发的非常小型的嵌入式操作系统，运行只需要几K的内存。

　　Contiki 是一个小型的，开源的，极易移植的多任务电脑操作系统。它专门设计以适用于一系列的内存受限的网络系统，包括从 8 位电脑到微型控制器的嵌入系统。它的名字来自于托尔·海尔达尔的康提基号。

　　Contiki 只需几 kilobyte 的代码和几百字节的内存就能提供多任务环境和内建 TCP/IP 支持。

　　LwIP

LwIP 是 Light Weight (轻型) IP 协议，有无操作系统的支持都可以运行。LwIP 实现的重点是在保持 TCP 协议主要功能的基础上减少对 RAM 的占用，它只需十几 KB 的 RAM 和 40K 左右的 ROM 就可以运行，这使 LwIP 协议栈适合在低端的嵌入式系统中使用。

lwIP 协议栈主要关注的是怎么样减少内存的使用和代码的大小，这样就可以让 lwIP 适用于资源有限的小型平台例如嵌入式系统。为了简化处理过程和内存要求，lwIP 对 API 进行了裁减，可以不需要复制一些数据。

　　FREERTOS

FreeRTOS 是一个迷你操作系统内核的小型嵌入式系统。作为一个轻量级的操作系统，功能包括：任务管理、时间管理、信号量、消息队列、内存管理、记录功能等，可基本满足较小系统的需要。

由于 RTOS 需占用一定的系统资源(尤其是 RAM 资源)，只有μC/OS-II、embOS、salvo、FreeRTOS 等少数实时操作系统能在小 RAM 单片机上运行。相对μC/OS-II、embOS 等商业操作系统，FreeRTOS 操作系统是完全免费的操作系统，具有源码公开、可移植、可裁减、调度策略灵活的特点，可以方便地移植到各种单片机上运行，其最新版本为 8.0.0 版。

　　mbed OS

　　相关支持: BLE,Celluar,WIFI,Zigbee,6LoWPAN

一款基于 ARM Cortex-M 处理器的设备所设计的免费操作系统，配有安全、通讯和设备管理模块，支持低功率智能蓝牙标准、2G、3G 与 CDMA 通信技术、Thread、Wi-Fi、802.15.4/6LoWPAN、TLS/DTLS、CoAP、HTTP、MQTT 以及轻量级的 M2M。而只需 32-64kbRAM 和 256 kb 闪存的配置，适合在小设备上运行。

mbed™ OS is an operating system for IoT devices and is especially well-suited to run in energy constrained environments. The OS includes the connectivity， security and device management functionalities required in every IoT device.

  • Connectivity protocol stack support for Bluetooth® low energy， Cellular, Ethernet, Thread, Wi-fi®， Zigbee IP, Zigbee NAN, 6LoWPAN
  • Automation of power management
  • Software asset protection and secure firmware updates for device security & management
  • Supports a wide range of ARM Cortex-M based hardware platforms from major MCU vendors
  • Support for OMA Lightweight M2M protocol for device management
  • Updatable and secure devices at the edge capable of additional processing and functionality
  • Banking-class end-to-end IP security across the communication channels through TLS & DTLS
  • Future proof designs by supporting all the key open standards for connectivity and device management

　　emOS

embOS 是一个优先级控制的多任务系统，是专门为各种微控制器应用于实时系统应用的嵌入式操作系统．是一个具有最小 RAM 和 ROM 占用的、高速的、多功能的高性能工具。

贯穿 embOS 的整个开发过程，微控制器有限的资源一直是开发者所顾忌的。五年来，该 RTOS 的内部结构已经被优化为不同客户的不同应用中，以满足工业需要。对不同微控制器的完全源码，使开发者很方便用实时操作系统构建实时程序。embOS 是高度模块化的，只有需要的函数才被调用，占用的 ROM 非常小。 最小的内存占用：1kb ROM,30 字节 RAM;由于提供源码文件，你可以用 embOS 灵活定制系统以满足实际需求。 任务之间可以通过旗语、邮箱和事件安全便利地通讯。

　　Salvo

Salvo™ is the first Real-Time Operating System (RTOS) designed expressly for very-low-cost embedded systems with severely limited program and data memory. With Salvo, you can quickly create low-cost, smart and sophisticated embedded products. Pumpkin™ has currently certified Salvo for use with:

  • 8051 family and its derivatives
  • ARM® ARM7TDMI® and Cortex™-M3
  • Atmel® AVR® and MegaAVR™
  • Epson S1C17 family
  • Motorola M68HC11
  • TI's MSP430 Ultra-Low Power Microcontroller
  • Microchip PIC1214000161718 PICmicro® MCUs
  • Microchip PIC24 MCUs and dsPIC® DSCs
  • Microchip PIC32™ MCUs
  • TI's TMS320C2000 DSPs

　　μC/OS-II

uC/OS II (Micro Control Operation System Two) 是一个可以基于 ROM 运行的、可裁减的、抢占式、实时多任务内核，具有高度可移植性，特别适合于微处理器和控制器，是和很多商业操作系统性能相当的实时操作系统(RTOS)。

为了提供最好的移植性能，uC/OS II 最大程度上使用 ANSI C 语言进行开发，并且已经移植到近 40 多种处理器体系上，涵盖了从 8 位到 64 位各种 CPU (包括 DSP)。 uC/OS II 可以简单的视为一个多任务调度器，在这个任务调度器之上完善并添加了和多任务操作系统相关的系统服务，如信号量、邮箱等。其主要特点有公开源代码，代码结 构清晰、明了，注释详尽，组织有条理，可移植性好，可裁剪，可固化。内核属于抢占式，最多可以管理 60 个任务。从 1992 年开始，由于高度可靠性、移植性和安全性，uC/OS II 已经广泛使用在从照相机到航空电子产品的各种应用中。

　　TinyOS

　　协议支持: CoAP

　　TinyCoAP

TinyOS 是 UC Berkeley（加州大学伯克利分校）开发的开放源代码操作系统，专为嵌入式无线传感网络设计，操作系统基于构件（component-based）的架构使得快速的更新成为可能，而这又减小了受传感网络存储器限制的代码长度。

TinyOS 的构件包括网络协议、分布式服务器、传感器驱动及数据识别工具。其良好的电源管理源于事件驱动执行模型，该模型也允许时序安排具有灵活性。TinyOS 已被应用于多个平台和感应板中。

　　支持硬件

  • Atmel ATmega128, a 8-bit RISC microcontroller.
  • Texas Instruments MSP430 a 16-bit low power microcontroller.
  • Intel XScale PXA271 a 32-bit RISC microcontroller.

　　MQX

Freescale MQX™ RTOS a full-featured complimentary real-time operating system including the MQX™ Kernel, TCP/IP stack (RTCS)， embedded MS-DOS file system (MFS)， USB host/device stack, and more. The MQX™ multitasking kernel provides pre-emptive scheduling, fast interrupt response, extensive inter-process communication and synchronization facilities. MQX RTOS includes its own peripheral drivers.

　　QNX

QNX 是由加拿大 QSSL 公司（QNX Software System Ltd.）开发的分布式实时操作系统。该操作系统既能运行于以 Intel X86、Pentium 等 CPU 为核心硬件环境下，也能运行于以 PowerPC、MIPS 等 CPU 为核心的硬件环境。QNX 操作系统符合 POSIX 基本标准和实时标准，使其应用可以方便的进行移植。

　　openWRT

OpenWrt 可以被描述为一个嵌入式的 Linux 发行版，（主流路由器固件有 dd-wrt,tomato,openwrt 三类）而不是试图建立一个单一的、静态的系统。OpenWrt 的包管理提供了一个完全可写的文件系统，从应用程序供应商提供的选择和配置，并允许您自定义的设备，以适应任何应用程序。

对于开发人员，OpenWrt 是使用框架来构建应用程序，而无需建立一个完整的固件来支持；对于用户来说，这意味着其拥有完全定制的能力，可以用前所未有的方式使用该设备。

　　RIOT

　　项目首页: http://riot-os.org/ 平台: MSP430, ARM7, Cortex-M0, Cortex-M3,Cortex-M4,x86

RIOT 自称为“友好的物联网操作系统”。RIOT 是 FeuerWhere 项目的分支，首次亮相在 2013 年。它的目的是既开发者友好又资源友好。它支持多种架构，包括 MSP430、ARM7、Cortex-M0、Cortex-M3、Cortex-M4 和标准的 x86 电脑。

  • Arduino Due
  • UDOO Board (Cortex-M3 part)
  • Nordic nrf51822 (DevKit)
  • mbed NXP LPC1768
  • TelosB
  • Zolertia Z1
  • Texas Instruments EZ430-Chronos
  • STM32F4DISCOVERY
  • STM32F3DISCOVERY
  • STM32F0DISCOVERY
  • WSN 430 (v1.3b and v1.4)
  • HiKoB FOX
  • ScatterWeb MSB-A2
  • ScatterWeb MSB-430H
来自: github.com