物聯(lián)網(wǎng)應用開(kāi)發(fā)前沿實(shí)時(shí)操作系統Zephyr

物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代不斷向前推進(jìn)，雖然還未出現爆發(fā)式增長(cháng)，但很多人已經(jīng)切身體會(huì )了聯(lián)網(wǎng)設備給生活帶來(lái)的便捷。目前物聯(lián)網(wǎng)設備越來(lái)越小型化，這在尺寸和功耗方面都對硬件廠(chǎng)商提出了新的要求，于此同時(shí)超小設備受限于內存不足，原來(lái)的大型操作系統已難以應用，因此急需一套小巧、靈活的物聯(lián)網(wǎng)操作系統幫助這些物聯(lián)網(wǎng)設備實(shí)現快速運行。Linux 基金會(huì )為了解決這一難題，并幫助開(kāi)發(fā)人員構建生態(tài)系統以加快開(kāi)源技術(shù)開(kāi)發(fā)與商用而推出了Zephyr 項目。它是一款小型且可擴展的操作系統，支持多種架構，專(zhuān)為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和前沿應用程序設計，是基于微控制器子 Linux 應用程序開(kāi)發(fā)的理想選擇，具有高度開(kāi)源性、高靈活性和高安全性等特點(diǎn)。

支持低內存運行，小低致2KB

物聯(lián)網(wǎng)設備體積小型化，電池體積會(huì )隨之減小，儲電量也隨之減小，因此需要降低功耗以延長(cháng)設備待機時(shí)間，Zephyr 內核能夠將操作進(jìn)程與裸機操作系統的其它進(jìn)程進(jìn)行分離，也稱(chēng)為微核和超微內核。超微內核負責所有基本操作任務(wù)，包括通過(guò)基于內部光纖的積壓作業(yè)(backlog)執行任務(wù)。微核功能更強大，允許多任務(wù)處理和內存存儲，但只在必要時(shí)使用。Zephyr利用這種方法成功創(chuàng )建了低功耗操作系統，功能強大但不會(huì )消耗所有能源，它只需 10KB 或以下存儲空間便可操作，因此能夠較高效地利用能源，延長(cháng)設備待機時(shí)間。

對于小型物聯(lián)網(wǎng)設備，內存資源有限，因此對與之匹配的操作系統運行占用內存提出嚴峻挑戰。眾所周知，Linux非常善于利用有限的資源來(lái)運行，同時(shí)又能支持制造工廠(chǎng)的實(shí)時(shí)數據采集系統及其他時(shí)間敏感型儀器和機器，Zephyr 項目?jì)群思纯稍趦却娴椭?8kB 的系統上運行，甚至可在 RAM 小為 2KB 時(shí)運行。

模塊化設計，全面滿(mǎn)足定制化需求

未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)設備追求的是“小而美”的滿(mǎn)足某一應用，因此適用于未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)設備需求的實(shí)時(shí)操作系統不是要大而全，而是要具有高度靈活性，可以自由選擇打開(kāi)或者關(guān)閉某些應用。Zephyr具有模塊化配置的特性，設計者可以按照標準模板使用，也可以根據實(shí)際需求禁用部分模塊（使用 kconfig 工具），未來(lái)Zephyr 項目計劃提供一切必要的資源來(lái)集成第三方模塊，以滿(mǎn)足設計者的定制化需求，讓系統更靈活。

開(kāi)源社區支持，全方位保證系統安全

未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)設備的數量會(huì )爆發(fā)式增加，如果2020年增長(cháng)到500億部，也就意味著(zhù)黑客有500億個(gè)入口進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )攻擊，因此安全問(wèn)題成為用戶(hù)高度關(guān)注的問(wèn)題。怎樣增強物聯(lián)網(wǎng)設備的安全性？這也是Zephyr高度關(guān)注的問(wèn)題。Zephyr在設備和通信協(xié)議棧的兩個(gè)層次提供安全特性，可提供一次性至性保護用戶(hù)免受安全威脅所需的保護級別。除此之外，開(kāi)源社區也對安全問(wèn)題嚴肅看待，安排專(zhuān)門(mén)的安全工作小組和指派一位安全維護人員。該項目的合作伙伴還可以得到熱情且充滿(mǎn)活力的開(kāi)源社區的支持，依靠集體的力量加大成功的可能。

支持多種協(xié)議，保證設備順暢聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)設備的關(guān)鍵在于互聯(lián)，因此需要支持多種協(xié)議保證設備可順暢實(shí)現聯(lián)網(wǎng)。Zephyr 支持藍牙、低功耗藍牙、IEEE 802.15.4、6Lowpan、CoAP、IPv4、IPv6、NFC、Ardui名列前茅01、Arduino Due、第二代英特爾 Galileo 開(kāi)發(fā)板、NXP FRDM-K64F Freedom 開(kāi)發(fā)板等標準。

該項目的早期合作伙伴包括英特爾公司、恩智浦半導體公司（已被高通收購）、美國新思科技公司和 UbiquiOS Technology Limited。2016年9月，ARM架構開(kāi)發(fā)開(kāi)源軟件的協(xié)作工程組織Linaro作為白金會(huì )員加盟Zephyr項目，Linaro將會(huì )以Zephyr作為適用物聯(lián)網(wǎng)和嵌入式市場(chǎng)的技術(shù)開(kāi)發(fā)和測試的基礎，物聯(lián)網(wǎng)有望實(shí)現嵌入式技術(shù)的多層連通。

開(kāi)源、互助，形成良性循環(huán)

作為開(kāi)源項目，Zephyr可以向開(kāi)發(fā)者提供可擴展、可定制、安全的開(kāi)源的操作系統，以滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)設備開(kāi)發(fā)的需求，同時(shí)通過(guò)開(kāi)發(fā)者對物聯(lián)網(wǎng)應用模塊的貢獻對自身系統不斷完善，再更好地服務(wù)于開(kāi)發(fā)者，從而形成良性循環(huán)。開(kāi)源已經(jīng)成為企業(yè)網(wǎng)絡(luò )與服務(wù)在演進(jìn)與擴展過(guò)程中的一個(gè)重要組件，Zephyr將成為全球領(lǐng)先的高度安全靈活的物聯(lián)網(wǎng)平臺之一。

關(guān)于Zephyr項目

Zephyr 項目是一款小型且可擴展的實(shí)時(shí)操作系統，尤其適用于資源受限的系統，可支持多種架構；該系統高度開(kāi)源，對于開(kāi)發(fā)人員社區完全開(kāi)放，開(kāi)發(fā)人員可根據需要對該系統進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，以支持前沿硬件、工具和設備驅動(dòng)程序；該系統高度模塊化平臺，可輕松集成任何架構的第三方庫和嵌入式設備。