Материалы

Производитель Renesas Electronics в сотрудничестве с компанией Microsoft представили разработчикам приложений IoT возможность для быстрого и беспрепятственного подключения к облаку на основе операционной системы реального времени Azure, микроконтроллеров и микропроцессоров Renesas и компонентов Microsoft Azure IoT (включая Azure RTOS, пакет SDK для устройств Azure IoT).

С развитием Интернета вещей Microsoft стал создавать решения для систем с ограниченными ресурсами, таких, как микроконтроллеры. Предполагается, что именно на микроконтроллерах и микропроцессорах будут создаваться устройства Интернета вещей (IoT), отправляющие данные в облако и принимающие команды от него. Одним из таких продуктов являются МК семейства RZ/A.

Микропроцессор RZ/A1L Arm®Cortex®-A9 работает на частоте 400 МГц. Благодаря встроенной SRAM (3МБ), RZ/A1L поддерживает до 2 дисплеев с разрешением WVGA (800x480) или один дисплей с разрешением WSVGA (1024x600) без необходимости использования внешней памяти. Благодаря поддержке Linux, RTOS или Bare-metal, RZ/A1L активно используется для проектирования интеллектуальных устройств компактных размеров с высокой производительностью для приложений IoT. Поставляется в корпусах QFP и BGA с поддержкой гибкой топологии печатной платы и интерфейсом SDRAM для расширения внешней памяти до 128 МБ.

В Azure RTOS входит ядро ThreadX вместе с дополнительными компонентами, а также добавлены средства подключения к Azure IoT Hub и Azure IoT Central. Само название Azure RTOS подчеркивает применение совместно с сервисами Azure для устройств IoT.

На данный момент Azure RTOS является единственным решением реального времени от Microsoft для микроконтоллеров. В состав Azure RTOS входят:

• ОС ThreadX (ядро, планировщик, реализующий многозадачность и синхронизацию задач);
• Стек TCP/IP NetX/NetX Duo;
• Стек FAT FileX;
• Стек USB Host/Device/OTG USBX;
• Реализация графического интерфейса GUI: GUIX и инструмент разработки (GUIX Studio);
• Реализация равномерного износа флеш-памяти для FileX: LevelX;
• Система трассировки событий TraceX;
• SDK для Azure IoT поверх NetX Duo – готовые средства для подключения устройства к службам Azure.

Время реакции на внешние события в ThreadX строго определено: поток с высоким приоритетом начинает обработку внешнего события за гарантированное время. Например, время переключение контекста всегда гарантированно меньше 100 циклов.

Azure RTOS применяется в специализированном оборудовании: устройства беспроводной связи, принтеры, модемы, устройства хранения данных, медицинские устройства, интеллектуальные датчики.

Отличительные особенности Azure RTOS

• Малый размер. Минимальная система занимает 2 КБ ROM. Размер увеличивается автоматически по мере использования возможностей ОС.
• Поддерживаются различные методы реализации многопоточности, как вытесняющая, так и кооперативная многопоточность.
• Детерминированное время переключения контекста (меньше 100 циклов), быстрая загрузка (меньше 120 циклов), опциональная проверка ошибок, пикоядро без "слоев".
• Поддержка большого количества микроконтроллеров и IDE для разработки.
• Порог вытеснения (Preemption threshold) - порог вытеснения N означает, что данный поток может быть вытеснен только потоками с приоритетом выше N, т.е. от 0 до (N - 1) включительно, а потоки с приоритетом ниже N (т.е. больше N включительно) не могут вытеснять данный поток. Правильное использование данной возможности уменьшает количество переключений контекста, а также уменьшает время реакции на внешние события.
• Сцепление событий (Event chaining) - позволяет объединить несколько событий в единый сигнал синхронизации для потока, что позволяет синхронизироваться сразу по нескольким событиям, причем в разных комбинациях (И, ИЛИ).
• Наследование приоритета (Priority inheritance) - позволяет избежать негативных последствий ситуации инверсии приоритетов.
• Оптимизированная обработка прерываний от аппаратных таймеров;
• Модули (Modules). ThreadX позволяет "обернуть" один или несколько потоков приложения в "модуль", который может быть динамически загружен и запущен на целевом устройстве. Модули позволяют производить обновление "в полях" с целью исправления ошибок. Также при помощи модулей можно разбить микропрограмму на сегменты и динамически определять набор выполняемых потоков, чтобы сэкономить память.
• Встроенная трассировка событий и аналитика стека. Подбор размера стека потока является одной из самых важных задач при разработке с использованием ОС для микроконтроллера. Нельзя сделать слишком маленький стек, т.к. в отсутствие защиты памяти при переполнении стека - произойдет порча областей памяти других задач. Слишком большой стек также недопустим, т.к. приведет к излишнему расходованию памяти, а она ограничена.

Комплект Renesas Synergy ™ AE-Cloud2 с поддержкой Microsoft Azure стал доступен во втором квартале 2020 года, комплект Renesas RX65N Wi-Fi Cloud Kit будет доступен в 2021 году.

Смотреть дополнительную информацию > Микропроцессор RZ/A1L

Смотреть дополнительную информацию > Руководство по проектированию оборудования серии RZ /A

ZIP-файлы исходника Azure RTOS для MPU RZ/A1 можно загрузить из репозитория или по прямым ссылкам .

Информацию по доступности MPU RZ/A1, образцам и коммерческим условиям можно получить по телефонам или почте Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. . Мы будем рады Вам помочь!