Zephyr OS 基礎篇：系統簡介

Zephyr OS 相關學習學習資料，請關注我的github：

https://github.com/tidyjiang8/

Zephyr OS 簡介

　　Zephyr 是一個用于物聯網的開源作業系統，受到 Linux 基金會支援（參考 這裡），在今年二月份剛釋出 1.0 版本，目前開發到 1.4 版本。Zephyr 的目标非常遠大，即一統物聯網作業系統。

　　

　　Zephyr 目前還處于初期階段，項目開發非常活躍，代碼托管在 Linux 基金會自己搭建的 Girret 伺服器上，而不是在 Github 上。也正是由于它還是在初期階段，是以我對它充滿了期望。這是機遇呀！！

　　

　　左手一個Contiki，右手一個 Zephyr，一直在想 Zephyr 相對于 Contiki 在哪些方面有優勢，但這不是現在的我能說清楚的，因為對兩個作業系統都不熟。不過發現一個有意思的地方：Zephyr 的 ip 協定棧是對 Contiki 協定棧的移植。除了 ip 協定棧外，Zephyr中還包括了低功耗 Bluetooth 協定棧。

Zephyr OS 核心架構

　　Zephyr 的中文翻譯是“和風；西風；輕薄織物”，由此可以看出 zephyr 是一個輕量級的作業系統。事實上，它提供了兩種核心：微核心 microkernel 和超微核心 nanokernel，使用者可以在編譯時通過配置檔案配置使用哪種核心：同時使用微核心和超微核心，或者隻使用超微核心。

　　

　　超微核心具有核心的一系列基礎特征，是一個高性能、多線程的執行環境。超微核心适用于記憶體很少（最少為 2KB）的系統或者簡單的多線程系統（比如隻有一些列中斷處理和單背景 task）。這樣的系統主要包括：嵌入式傳感器 hub、傳感器、簡單 LED 可穿戴裝置以及商店庫存的标簽。

　　微核心比超微核心的功能更加豐富。超微核心适用于這樣的系統：記憶體更多（50 ~ 900 KB）、多通信裝置（比如WIFI、低功耗藍牙）、多 task。這樣的系統主要包括：可穿戴裝置、智能手表、物聯網無線網關。

Zephyr 的特征

　　Zephyr 核心是一個微型核心，被設計用于資源受限的系統：從簡單的嵌入式傳感器、可穿戴 LED，到複雜的智能手表、物聯網無線網關。

　　Zephyr 支援多架構，包括：ARM Cortex-M、Intel x86 和 ARC。在 這裡 可以檢視 Zephyr 支援的所有平台。

　　與其它微型核心相比，Zephyr 核心有很多獨特的優秀特性：

1. 單位址空間作業系統。将應用程式相關的代碼與核心結合在一起，建立一個在硬體上加載、運作的單一鏡像。應用程式代碼和核心代碼運作在同一個共享位址空間。
2. 高度可配置。允許應用程式隻包含它們需要的功能。
3. 編譯時定義資源。所有系統資源都在編譯時定義，以減小代碼量、增強代碼性能。
4. 最小錯誤檢查。提供最小化的運作時錯誤檢查，以減小代碼量、增強代碼性能。提供一個可選的錯誤檢查基礎，以協助應用程式的開發和調試。
5. 廣泛的服務。提供了許多耳熟能詳的服務：
   • 多線程服務：為基于優先級的、非搶占式的 fiber 和基于優先級的、搶占式的 task 提供可選的時間片。
   • 中斷服務：在編譯時、運作時均可注冊中斷處理函數。
   • 線程間同步服務：包括二進制信号量、計數信号量和互斥信号量。
   • 線程間資料傳遞服務：包括基本消息隊列、增強型消息隊列和位元組流。
   • 記憶體配置設定服務：動态地配置設定固定尺寸、可變尺寸的記憶體塊。
   • 電源管理服務：包括無滴答 CPU 空轉和進階 CPU 空轉。

Zephyr OS 源碼結構

　　Zephyr 源碼樹的頂層目錄如下所述，每個頂層目錄都包括一級或多級子目錄。

arch

　　架構相關的超微核心代碼和平台代碼。Zephyr 支援的每個架構都有一個子目錄，且這些子目錄還包括下面子目錄：

• 架構相關的超微核心源檔案。
• 架構相關的超微核心的私有 API 的頭檔案。
• 平台相關的代碼。

boards

　　board 相關的代碼和配置檔案。

doc

　　Zephyr 文檔相關的材料和工具。

drivers

　　裝置驅動代碼。

include

　　所有（不包括

lib

目錄）公有 API 的頭檔案。

kernel

　　微核心代碼，以及架構無關的超微核心代碼。

lib

　　庫代碼，包括最小的 C 庫。

misc

　　雜項代碼。

net

　　網絡相關的代碼，包括藍牙協定棧和網絡協定棧。

samples

　　微核心、超微核心、藍牙協定棧和網絡協定棧的應用程式舉例。

tests

　　核心各個特性的測試代碼。

scripts

　　用于編譯、測試 Zephyr 應用程式的程式和檔案。

學習資料

• Zephyr Project 官網

• Zphyr OS 源碼

  源碼是最好的學習資料，這是毋容置疑的。

  擷取源碼：

  git clone https://gerrit.zephyrproject.org/r/zephyr

• Zephyr OS 文檔

  最新版 1.4.0 英文文檔：

  　　zephyr project 文檔 - 英文版

  我計劃将其翻譯成中文，已托管到 github：

  　　zephyr project 文檔 - 中文版 - 源碼

  文檔源碼是.rst格式的，github解析得不好，是以我将其制作為html網頁，放到了我的獨立部落格裡了：

  　　zephyr project 文檔 - 中文版 - html 網頁

  PS: 如果有朋友願意一起翻譯就更好了（[email protected]）