embOS是 SEGGER 的實時操作系統,SEGGER是ST 合作伙伴計劃的成員,可在所有STM32 微控制器上運行,目前在數十億臺設備中,所有微架構組合在一起。除此之外,它特別高效,因為它的內核 ROM 大小約為 1,700 字節,其 RAM 大小僅為 71 字節,而上下文切換在 Cortex-M4 STM32F407IG上僅需要 320 個時鐘周期。相比之下,羅馬尼亞蘇恰瓦大學學者的一篇論文據估計,在完全相同的 MCU 上,替代方案可能需要多達 1,340 個周期,而其基準測試中最快的替代方案最多可降至 462 個周期。embOS 也很受歡迎,因為它客觀可靠,因為該公司提出了 IEC 61508 SIL 3 和 IEC 62304 C 類認證,使操作系統能夠用于醫療、汽車或航空電子應用等。
與其他競爭解決方案不同,embOS 在最少的重寫(如果有的話)后獲得了這些認證,因為它從一開始就考慮到了穩健性和可靠性,這要歸功于其非常模塊化的方法。內核有兩部分:通用組件和硬件相關方面。前者約占整個操作系統的 80%,并解釋了為什么 embOS 可以在內存非常少的 8 位和 32 位 MCU 上運行,同時提供出色的性能。硬件相關部分通過利用特定架構的某些方面來進一步推動這些優化。SEGGER 還超越了其 RTOS,提供了可利用某些功能的附加工具。例如,它的emCrypt使用 STM32 硬件加速來優化加密操作。這些工具獨立于 embOS 工作,但也有助于吸引更多開發人員加入 SEGGER 的生態系統。
embOS:超過 50 個 STM32 開發板和免費評估軟件的軟件包
STM32 微控制器用戶開始試用 embOS 的最佳方式是前往SEGGER 的選擇器頁面,在那里他們將能夠下載 RTOS 和與其 ST 開發板相關的工具。我們與 SEGGER 密切合作的原因之一是他們為我們的組件提供的解決方案可以免費用于評估和教育目的,沒有任何技術限制。任何人都可以安裝 embOS 和其他“em”產品并將它們用于非商業目的,使其成為一個很好的原型平臺,同時評估特定項目的需求。
STM32 用戶可以相信,SEGGER 中的絕大多數測試過程都在 STM8 和 STM32 微控制器上運行,這使得我們與該公司的合作獨一無二,因為它的團隊依賴于使他們與競爭對手區分開來的優化。多年來,我們一直與 SEGGER 密切合作,以確保他們能夠在我們的平臺上提供最佳解決方案。因此,他們在 ST 合作伙伴計劃中的出現在他們的選擇器頁面上大放異彩,以確保我們的社區享受我們合作的成果,輕松訪問可靠和強大的軟件。
embOS中tickless支持的示例實現
開發人員經常錯過但關鍵地突出了 embOS 中存在的優化的一項功能是它的無滴答支持。Cortex-M 架構包括一個 24 位系統定時器 (SysTick),它以計數器的形式遞減并在每個滴答時引發中斷。不幸的是,當試圖讓微控制器進入深度睡眠時,這個系統遠非最佳,因為它有很多中斷。通過提供無滴答支持,SEGGER 可以完全繞過 SysTick 并使用 STM32 MCU 上可用的硬件定時器 TIM2 來顯著減少中斷數量,從而使組件保持更長時間處于深度低功耗模式,從而提供更顯著的節能效果。
很簡單,開發人員需要更改OS_Idle()函數以使用無滴答模式并設置其 STM32 硬件定時器提供的最大計數時間。應用程序將查看低功耗模式的持續時間,并且僅在 TIM2 達到其最大計數時間時才引發中斷,而不是在每個滴答聲中發送一個中斷。例如,在SEGGER 的應用筆記中,一個程序將低功耗模式設置為 200 個空閑滴答,由于 STM32F103 的硬件定時器提供的最大計數時間為 58 個滴答,因此使用無滴答模式意味著系統只會拋出 4 個中斷(一個在 58 個滴答聲之后)在達到 200 之前。如果開發人員使用 SysTick,他們會收到 200 次中斷,這極大地限制了在這種深度睡眠模式下可能實現的節能。
embOS:更高效的 RTOS 意味著更多資源可用于應用程序
Tickless 支持是 embOS 可以為產品帶來優勢的一個很好的例子。它還解釋了為什么越來越多的公司正在遠離 Linux 并采用實時操作系統來滿足其計算要求高的應用程序。下圖顯示了 embOS 與 Linux 和其他 RTOS 相比的內存占用。當我們將這些收益與諸如無滴答支持等優化結合起來時,我們看到開發人員正在遷移到這些系統,因為他們可以享受以前無法獲得的額外資源,同時由于內核的硬件依賴模塊或 SEGGER 的獨立模塊而促進高級功能的使用工具。
審核編輯:郭婷
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