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乐鑫多系列芯片支持 NuttX 和 Zephyr 操作系统

中国,上海
2021年10月29日

乐鑫 ESP32、ESP32-S2 和 ESP32-C3 芯片现已提供对 NuttX 和 Zephyr 开源实时操作系统 (RTOS) 的支持。

乐鑫芯片凭借丰富的功能和广阔的应用,在物联网市场广受欢迎。乐鑫还为用户提供了一个物联网开发框架 ESP-IDF,集成大量软件组件,包括 RTOS、外设驱动程序、网络栈和多种协议实现技术等。开发者能够在乐鑫硬件上使用 ESP-IDF 轻松开发嵌入式软件,构建功能卓越的物联网产品。基于客户需求,乐鑫现在也能够提供对 NuttX 和 Zephyr 操作系统的支持。

NuttX 简介

NuttX(也称 Apache NuttX)是一个由 Apache 基金会主导的项目,被很多大型设备厂商直接或间接(如 Tizen 和 小米 Vela 分支)使用。NuttX 最早由 Gregory Nutt 推出,为小型(8 位)CPU 提供了 POSIX 兼容接口的实时操作系统 (RTOS)。现在,NuttX 已成为那些既想拥有 POSIX 编程体验,又想使用小型 CPU/MCU 用户的首选 RTOS。

NuttX 专注于保证架构的完整性。它不允许使用“外部”代码,除非“外部”代码经过了严格的审核,并仔细选择了代码库。例如,它不允许直接使用与公认代码标准不一致的制造商 API 和 HAL。代码完整性是 NuttX 最重要的标准,从长远来看,编写完全符合代码标准的优秀代码会大大提高项目开发效率。

Zephyr 简介

Zephyr 是一个小型的实时操作系统 (RTOS),旨在支持广泛的物联网硬件并构建强大的物联网应用。Zephyr 项目拥有一批主要成员和支持者,他们也成为了该项目的最佳代言人。

Zephyr 最初可以追溯到 Wind River 在 2015 年推出的开源 Rocket RTOS。2016 年,Zephyr 开始由 Linux 基金会主导,进一步加速了参与成员之间的合作。“合作”是 Zephyr 项目的重点,用户和厂商都能够将 Zephyr 移植到他们自己的系统中。

值得一提的是,随着硬件支持的不断扩展,Zephyr 也拥有一个庞大的用户群。据估计,它的贡献者现已超过 1,000 个,其中也包括很多大公司。Zephyr 还吸引了大批服务提供商和承包商,他们将帮助公司更快地将支持 Zephyr 的产品投入生产。现在,Zephyr 已经不仅仅是一个社区或一个项目,而是成为了一个完整的生态系统。

乐鑫芯片支持

乐鑫一直致力于在乐鑫芯片上引入不同的操作系统。我们深知,加入开源项目社区需要持续关注社区动态、了解其开源规范等等。因此,自加入 NuttX 和 Zephyr 社区以来,我们也在不断优化并扩展乐鑫芯片对这两个操作系统的支持。

我们制定的支持策略具有一定针对性:由于 ESP32 是一个 Wi-Fi MCU,所以我们首先专注于为最基本的 MCU (CPU) 提供支持,然后再到 Wi-Fi,再到其他基本外设。这样一来,开发人员可以先测试芯片,并为我们提供反馈,然后我们基于反馈进行功能优化。这也有助于我们了解社区需求,适当调整重要功能的开发顺序。

乐鑫目前对 NuttX 和 Zephyr 的支持情况如下表所示:

表格说明
  • Yes(绿色):已支持该功能
  • No(红色):不支持该功能
  • N/A(白色):功能对该设备/操作系统不可用
  • WIP(黄色):功能正在开发中
  • Conditional(黄色):在特殊条件/特定应用下支持该功能
  • Beta(天蓝色):功能处于测试版本阶段

除了设备支持外,我们还需要解决一些系统方面的挑战:我们希望乐鑫用户除了使用 ESP-IDF,也能够使用其他操作系统构建功能强大的产品。与此同时,乐鑫在未来芯片发布的计划中,也将支持 Nuttx 和 Zephyr。

乐鑫芯片支持计划

我们计划增加尽可能多的新功能,真正使乐鑫的用户和社区在构建物联网项目中受益。我们将进一步增强对芯片低功耗模式、Wi-Fi 性能和安全特性等方面的支持。同时也将继续扩展产品线,在支持的功能列表中增加更多外设功能。支持计划如下表所示:

目前,我们已经有一些在 ESP32 设备上使用 Zephyr 和 NuttX 系统的成功案例。以 MCUboot 项目为例,我们先提供了对 Zephyr 的支持,然后再将其进行移植,实现了对 NuttX 的支持。一些服务提供商也开始考虑在他们的云上支持 NuttX,这将为该社区用户提供更多便利。此外,乐鑫 ESP32 是第一个支持 Zephyr 操作系统的片上 Wi-Fi MCU,它也为未来的 Zephyr 原生 Wi-Fi 协议栈项目奠定了基础。

经过一年多的努力,我们收到了很多来自客户的积极反馈:目前,乐鑫芯片已能够与客户熟悉的操作系统一起可靠、稳定地工作。这些反馈让我们备受鼓舞。乐鑫欢迎广大用户为我们提供宝贵意见和建议,我们将高度重视所有反馈,持续优化并改进产品,为构建物联网项目提供更全面和便捷的支持。

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