RTOS（Real-Time Operating System實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)）能夠讓設(shè)備在關(guān)鍵時(shí)刻以精準(zhǔn)的時(shí)序執(zhí)行任務(wù)，為工業(yè)控制、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、智能家居設(shè)備等都提供了可靠的底層支持，選擇一個(gè)合適的 RTOS 將決定項(xiàng)目的成功與否，那么今天就為大家介紹如何使用 DuoS 運(yùn)行 Zephyr RTOS 這款由 Linux 基金會(huì)維護(hù)、功能齊全的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。

什么是 Zephyr RTOS？

Zephyr是一個(gè)開(kāi)源、靈活且安全的RTOS，從資源受限的物聯(lián)網(wǎng)傳感器到復(fù)雜的工業(yè)設(shè)備，Zephyr憑借其日漸強(qiáng)大和完善的功能迅速獲得了廣泛的認(rèn)可。這里我們列出幾個(gè)主要特性：

• 模塊化設(shè)計(jì)：輕量級(jí)、靈活，Zephyr RTOS最低只要求8KB的內(nèi)存，并允許開(kāi)發(fā)者根據(jù)需求定制操作系統(tǒng)的各個(gè)模塊，來(lái)擴(kuò)展支持復(fù)雜的應(yīng)用和硬件。
• 強(qiáng)大的安全性：支持多種調(diào)度算法，包括合作式、搶占式和最早截止期優(yōu)先調(diào)度等。Zephyr還提供了加密、安全啟動(dòng)和固件更新等多種安全功能。
• 廣泛的硬件支持：兼容多種架構(gòu)，如ARM、x86、RISC-V和ARC等，并擁有豐富的外圍驅(qū)動(dòng)和板級(jí)支持包，目前社區(qū)支持的板卡已經(jīng)超過(guò)了450種。
• 強(qiáng)大開(kāi)發(fā)工具：與主流開(kāi)發(fā)工具集成，擁有活躍的社區(qū)支持和詳細(xì)文檔，能夠讓開(kāi)發(fā)者迅速上手。

感興趣的話可以查閱官方網(wǎng)站了解關(guān)于 Zephyr OS 的更多功能。

Zephyr 系統(tǒng)架構(gòu)

Zephyr是一個(gè)開(kāi)源、靈活且安全的RTOS，從資源受限的物聯(lián)網(wǎng)傳感器到復(fù)雜的工業(yè)設(shè)備，Zephyr憑借其日漸強(qiáng)大和完善的功能迅速獲得了廣泛的認(rèn)可。這里我們列出幾個(gè)主要特性：

• 模塊化設(shè)計(jì)：輕量級(jí)、靈活，Zephyr RTOS最低只要求8KB的內(nèi)存，并允許開(kāi)發(fā)者根據(jù)需求定制操作系統(tǒng)的各個(gè)模塊，來(lái)擴(kuò)展支持復(fù)雜的應(yīng)用和硬件。
• 強(qiáng)大的安全性：支持多種調(diào)度算法，包括合作式、搶占式和最早截止期優(yōu)先調(diào)度等。Zephyr還提供了加密、安全啟動(dòng)和固件更新等多種安全功能。
• 廣泛的硬件支持：兼容多種架構(gòu)，如ARM、x86、RISC-V和ARC等，并擁有豐富的外圍驅(qū)動(dòng)和板級(jí)支持包，目前社區(qū)支持的板卡已經(jīng)超過(guò)了450種。

• 強(qiáng)大開(kāi)發(fā)工具：與主流開(kāi)發(fā)工具集成，擁有活躍的社區(qū)支持和詳細(xì)文檔，能夠讓開(kāi)發(fā)者迅速上手。感興趣的話可以查閱官方網(wǎng)站了解關(guān)于 Zephyr OS 的更多功能。

Zephyr 系統(tǒng)架構(gòu)

Zephyr 與其他 RTOS 的對(duì)比

Zephyr 在 Duo S 上的應(yīng)用

算能SG2000和SG2002，作為同時(shí)能夠支持RISC-V、ARM以及已經(jīng)適配了FreeRTOS的新型SoCs，結(jié)合了高計(jì)算能力與低功耗的特點(diǎn)，同樣支持Zephyr RTOS。想體驗(yàn)、探索Zephyr的開(kāi)發(fā)者們，繼續(xù)往后看，這里我們以Milk-V Duo-S這塊開(kāi)發(fā)板(搭載sg2000)為例，展示如何移植（以下步驟均在Ubuntu22..04環(huán)境下執(zhí)行）。

1.環(huán)境搭建：

具體參考Zephyr官方文檔：https://docs.zephyrproject.org/latest/develop/getting_started/index.html

安裝依賴庫(kù)

sudo apt install --no-install-recommends git cmake ninja-build gperf \ccache dfu-util device-tree-compiler wget \python3-dev python3-pip python3-setuptools python3-tk python3-wheel xz-utils file \make gcc gcc-multilib g++-multilib libsdl2-dev libmagic1

主要的依賴庫(kù)所需的最低版本如下，請(qǐng)安裝完成后檢查是否滿足要求。

• CMake：3.20.5
• Python：3.10

• Devicetree compiler：1.4.6 按照官方建議，我們使用python虛擬環(huán)境來(lái)進(jìn)行Zephyr項(xiàng)目的構(gòu)建：

sudoaptinstallpython3-venvpython3 -m venv ~/zephyrproject/.venv //構(gòu)建一個(gè)新的虛擬環(huán)境source ~/zephyrproject/.venv/bin/activate //激活環(huán)境pip install west //zephyr提供的”meta-tool”,可看成一個(gè)git工具

接下來(lái)我們需要安裝Zephyr SDK：

wget https://github.com/zephyrproject-rtos/sdk-ng/releases/download/v0.16.5-1/zephyr-sdk-0.16.5-1_linux-x86_64.tar.xzwget -O - https://github.com/zephyrproject-rtos/sdk-ng/releases/download/v0.16.5-1/sha256.sum | shasum --check --ignore-missingcd zephyr-sdk-0.16.5-1 && ./setup.sh

2.項(xiàng)目配置

west init ~/zephyrproject –m https://github.com/plctlab/rvspoc-p2307-zephyr.gitcd ~/zephyrproject/zephyrwest update //確認(rèn)版本是否一致

3.編譯

這里我們用經(jīng)典的blinky閃爍來(lái)做測(cè)試，該示例會(huì)以1s的時(shí)間間隔閃爍開(kāi)發(fā)板上的LED燈：

west build -p always -b milkv_duos -s samples/basic/blinky

編譯成功后，會(huì)在~/zephyrproject/zephyr/build/zephyr路徑下找到我們的zephyr.bin

4.驗(yàn)證

刪掉milkv官方倉(cāng)庫(kù)里的PINMUX設(shè)定來(lái)避免引腳復(fù)用，然后重新編譯鏡像（具體細(xì)節(jié)查看倉(cāng)庫(kù)README）并燒錄到TF卡上，掛載到boot分區(qū)。記得先將大核 linux 下的 /mnt/system/blink.sh 重命名，此時(shí)LED 燈將不再默認(rèn)閃爍。接下來(lái)，用如下命令將編譯好的zephyr.bin替換掉原本的fip.bin:

python3 /path/to/duo-buildroot-sdk/fsbl/plat/cv180x/fiptool.py \ -v genfip "/path/to/tfcard/fip.bin" \ --OLD_FIP="/path/to/tfcard/fip.bin" \ --BLCP_2ND="build/zephyr/zephyr.bin"

將TF卡放到duo-s開(kāi)發(fā)板的卡槽中，上電！開(kāi)機(jī)！可以看到藍(lán)色LED燈重新開(kāi)始閃爍，代表我們的Zephyr RTOS就成功移植到我們的板子上啦！

此示例里我們驗(yàn)證了GPIO，SysTick（CLINT中斷）的可行性。

適配外設(shè)

• Mailbox
• PINMUX
• GPIO
• PWM
• UART

以上就是我們對(duì)Zephyr RTOS的介紹和移植說(shuō)明。無(wú)論您是在開(kāi)發(fā)智能家居設(shè)備，還是計(jì)劃在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域大展宏圖，Zephyr 都是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。搭載 SG200X 的 Duo 系列開(kāi)發(fā)板能夠?yàn)殚_(kāi)發(fā)者提供可靠的項(xiàng)目支持?？靵?lái)開(kāi)啟 Zephyr on RISC-V 的探索之旅吧！