By Toradex Gustavo Leal

FreeRTOS 是針對嵌入式設(shè)備的實時操作系統(tǒng)。從 2003 年開始開發(fā)，FreeRTOS已經(jīng)成為了實時操作系統(tǒng)的市場領(lǐng)導者，被移植到超過40 種微處理器架構(gòu)。在2017 年10 月 29 日，Amazon 收購了FreeRTOS 并發(fā)布 AmazonFreeRTOS (又名a:FreeRTOS)，基于FreeRTOS 的實時操作系統(tǒng)內(nèi)核，專注于低功耗和互聯(lián)設(shè)備。

Amazon 似乎樂于將廣泛使用的實時操作系統(tǒng)— 這顯然擁有大量的用戶基礎(chǔ)— 集成到他們的云服務(wù)，如AWS IoT Core 和AWS Greengrass。在收購后，Amazon發(fā)布了FreeRTOS V10 版本。隨著新功能諸如云和邊緣設(shè)備互聯(lián)庫發(fā)布，內(nèi)核授權(quán)也從之前FreeRTOS 所采用的修改版本GNU General Public License (GPL) 變?yōu)楦鼮閷捤傻?/span> MIT 授權(quán)。這意味著FreeRTOS 仍是一個單獨的產(chǎn)品，可以自由使用，無論是否使用Amazon 服務(wù)。

為什么和這相關(guān)：異構(gòu)多核處理 HMP

Toradex提供 Colibri iMX7 和 Colibri VF61 計算機模塊。這些產(chǎn)品分別使用了NXP^? i.MX7 和 VybridSoC。模塊上的處理集成一個Arm^? Cortex-A核，通?？梢赃\行諸如Linux 的嵌入式操作系統(tǒng)，以及一個Arm Cortex-M4 微控制器核，可以直接運行代碼或者如FreeRTOS 之類的實時操作系統(tǒng)。下面是大概的應(yīng)用場景：

• 實時： 如果需要硬實時，那么可以通過在 Cortex-M4 上運行 FreeRTOS 實現(xiàn)。

• 控制系統(tǒng)：Cortex-M4 可以用作動態(tài)系統(tǒng)的控制器，例如 PID 控制器，減少運行 Linux     的 Cortex-A 負荷，該核心則可以用于顯示人機界面。

• 數(shù)據(jù)采集：對于需要使用模數(shù)轉(zhuǎn)換的應(yīng)用，Cortex-M4     能夠更加容易得實現(xiàn)高速采樣，從而減輕其他核的負荷。

• 低功耗： 在電池供電的應(yīng)用中 Cortex-M4 可以用作低功耗核心節(jié)約能源。在微處理器保持運行的同時，Cortex-A     可以被關(guān)閉并在需要的時候喚醒。

一個采用 ToradexColibri iMX7 模塊的應(yīng)用案例是 TAQ 自平衡機器人。其由我們的合作伙伴Antmicro 和Qt 開發(fā)完成。機器人在Cortex-A7 上運行嵌入式Linux，顯示機器人臉部動畫以及來自Cortex-M4 的傳感器數(shù)據(jù)。Cortex-M4運行FreeRTOS，采樣加速器和陀螺儀等傳感器數(shù)據(jù)。機器人使用這些數(shù)據(jù)，借助PID 控制器和 Kalman 濾波器控制動態(tài)系統(tǒng)。雙核之間通過RPMsg 通信。內(nèi)核模塊在Linux 側(cè)創(chuàng)建一個虛擬串口接口連接Cortex-M4，通過讀寫該串口設(shè)備實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，就像使用“真實””的串口設(shè)備一樣。

該演示品的代碼已經(jīng)公開，Linux 端用戶界面和 Cortex-M4固件。

ToradexColibri iMX7 同樣也被用于演示低功耗應(yīng)用。該視頻介紹了演示品，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和呈現(xiàn)，并在單獨的LCD 上顯示功耗。

Toradex支持和維護我們計算機模塊的FreeRTOS。諸多外設(shè)驅(qū)動和例程都包括在內(nèi)，并可以直接使用。
在 Toradex開發(fā)者中心上的一些文檔介紹了如何上手和運行編譯好的FreeRTOS 例程。
觀看我們的網(wǎng)絡(luò)研討會議，進一步了解異構(gòu)多核系統(tǒng)開發(fā)。

關(guān)于未來？

軟件層面

RTOS有眾多參與者。在2016 年，WindRiver Systems 和Linux Foundation 發(fā)布了Zephyr 實時操作系統(tǒng)，同樣專注于IoT 市場的小型、互聯(lián)設(shè)備。ToradexColibri iMX7 計算機模塊正式支持 Zephyr，開發(fā)工作正在進行中。

硬件層面：基于 NXP i.MX 8 的全新 Apalis 和 Colibri 模塊

Toradex已經(jīng)啟動了 Apalis iMX8 的早期訪問計劃。該強勁的模塊采用 NXP i.MX 8QuadMax (i.MX8QM) 處理器，帶有兩個Cortex-A72 核，四個Cortex-A53 核，兩個Cortex-M4 核。封裝了4GB LPDDR4 RAM 和16GB eMMC 存儲，內(nèi)置雙頻段Wi-Fi (802.11ac) 和Bluetooth (Bluetooth 5-ready)。該模塊非常適合計算機視覺：集成兩個GC7000 GPU，支持Vulkan 和OpenGL ES。

雙核Cortex-M4 開啟許多可能性：例如你可以運行兩個不同的應(yīng)用或者獨立的實時操作系統(tǒng)，平衡數(shù)據(jù)處理應(yīng)用；或者將一個核用于數(shù)據(jù)采集，另外一個用作后期處理。微控制器還可用作圖形顯示安全后備，或者顯示前期啟動動畫而不是一張靜態(tài)圖片。

Toradex在Embedded World 2018 展示了Apalis iMX8 。 觀看該視頻了解詳情，以及其他來自合作伙伴有趣的演示。

即將上市: Colibri iMX8

Colibri家族產(chǎn)品也即將迎來新成員：Toradex即將發(fā)布 Colibri iMX8 計算機模塊。該模塊基于 NXPi.MX 8X，同樣支持異構(gòu)多核架構(gòu)，Cortex-M4core 和Cortex-A35 核并列運行。敬請期待即將上市的計算機模塊的更多信息。

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