핵RTOS

Nucleus RTOS
핵RTOS
개발자Mentor Graphics Corp., Siemens 사업체
기입처C
OS 패밀리POSIX, TRON
동작 상태현재의
소스 모델폐쇄 소스
초기 릴리즈1993년; 29년 전(1993년)
최신 릴리즈3.x, 2017.02 / 2017년 5월 15일, 5년 전(2017-05-15)
마케팅 대상임베디드 시스템, IoT
이용가능기간:영어
플랫폼ARM, NXP, MIPS, TI, PowerPC, Altera Nios II, Xilinx MicroBlaze, Renesas SuperH, Infineon, Atmel AT91SAM, RISC-V, 기타[1]
커널 타입하이브리드 지원으로 실시간 일원화
면허증.독자 사양
공식 웹사이트www.mentor.com/embedded-software/nucleus

Nucleus RTOS는 Siemens Business Mentor Graphics의 Embedded Software Division에서 32비트 및 64비트 임베디드 시스템 플랫폼을 지원하는 실시간 운영체제(RTOS)입니다.운영체제(OS)는 의료, 산업, 소비자, 항공우주 및 사물인터넷(IoT) 사용을 위한 실시간 임베디드 시스템용으로 설계되었습니다.핵은 1993년에 처음 방출되었다.최신 버전은 3.x로 전원 관리, 프로세스 모델, 64비트 지원, 안전성 인증, 이기종 컴퓨팅 멀티코어 시스템 온 칩(SOC) 프로세서 지원 등의 기능이 포함되어 있습니다.

핵 프로세스 모델은 ARMv7/8 Cortex-A/R/M 코어 기반의 메모리 관리 유닛(MMU) 또는 메모리 보호 유닛(MPU)을 갖춘 SOC에서 작업 및 모듈 분리를 위한 공간 도메인 파티션을 추가합니다.

지원되는 플랫폼

Nucleus는 주요 ARMv7 Cortex A, R 및 M 디바이스를 포함한 많은 임베디드 프로세서를 지원합니다.최신 릴리스에서는 ARMv8 64비트 디바이스가 지원됩니다.공식 웹 사이트에는 지원되는 [2]모든 장치 목록이 있습니다.32비트 MCU 및 MPU, 설정 가능한 디바이스 및 32비트 및 64비트 멀티코어 프로세서가 포함됩니다.

역사

Nucleus 1.x는 1993년 Accelerated Technology(ATI)에 의해 Nucleus PLUS로 처음 출시되었습니다.곧 임베디드 시장에서 가장 일반적으로 사용되는 RTOS 중 하나가 되었습니다.ATI는 초기에 성공을 거둔 후 네트워킹, 그래픽스 및 파일 시스템에 대한 지원을 추가하여 채택을 가속화했습니다.

Mentor Graphics는 2002년 3월에 ATI를 인수했고, 곧이어 Nucleus RTOS의 2세대가 그 뒤를 이었다.버전 2.x는 2003년에 출시되어 다양한 아키텍처와 툴셋에 걸친 이식성이 향상되었습니다.IPv6, 플래시 메모리 파일 시스템 및 USB(Universal Serial Bus) 2.0과 같은 새로운 구성 요소가 추가되었습니다.Mento는 레거시 Codelab 디버거를 컴파일러 도구, 디버거, 시뮬레이터 및 프로파일러를 포함하는 EDGE 개발 도구로 대체했습니다.

Mentor Graphics는 2010년에 3세대 Nuclear를 도입했습니다.버전 3.x는 하이엔드 마이크로프로세서 유닛(MPU), 마이크로컨트롤러 유닛(MCU), 디지털시그널프로세서(DSP) 및 Field-Programmable Gate Array(FPGA; 필드 프로그래머블게이트 어레이)를 대상으로 하고 있습니다.Nucle은 메모리 리소스가 제한된 디바이스의 경우 코드와 데이터 모두에서 메모리 크기를 10KB 미만으로 축소하도록 설계되었습니다.

Nucleus 3.x는 비대칭 멀티프로세서(SMP)와 비대칭 멀티프로세서(AMP)의 비감독 uAMP 및 감독 sAMP(Mento Embedded Hypervisor 사용) 지원을 도입했습니다.Nucleus 3.x의 기타 추가 사항:

  • 커널 및 미들웨어 컴포넌트 통합 전원 관리 지원.DVFS, 틱 억제 및 휴지 모드(하이버네이션 포함)를 지원합니다.
  • 애플리케이션 모듈의 동적 로딩 및 언로딩을 지원하는 메모리 파티셔닝 프로세스 모델.로드 가능한 프로세스는 하드웨어 메모리 관리 지원이 있는지 여부에 관계없이 하이엔드 MPU와 로우엔드 MCU 모두에서 지원됩니다.
  • 무선 지원
  • IoT 프로토콜
  • 항공우주, 의료, 산업 및 자동차 안전 인증
  • ARM Trust Zone 지원
  • Mentor 임베디드 멀티코어 프레임워크(IPC용) 및 AMP 설계용 프로세서 라이프 사이클 관리(감시 sAMP 및 비감시 uAMP 모두)
  • 호스트 측 분석 도구를 통한 런타임 추적 지원

버전 3.x의 신기능과 더불어 Nucleus는 비즈니스 모델을 단일 패키지에서 하나의 통합 패키지로 이동했습니다.

Mento는 2010년 12월에 EDGE 개발 툴을 Sourcery CodeBench로 대체하기 위해 CodeSourcery를 인수했습니다.Sourcery CodeBench는 컴파일러 도구 체인, 디버거 및 트레이스 분석 도구로 구성됩니다.컴파일러 툴 체인은 GNU 툴 체인을 기반으로 합니다.디버거 및 통합 개발 환경(IDE)은 Eclipse를 기반으로 합니다.Sourcery CodeBench는 Nucleus RTOS 및 Mento Embedded Linux용 워크플로우 및 OS 인식 기능을 내장한 ARM, IA-32, MIPS 및 PPC 아키텍처를 지원합니다.

Nucleus 3.x는 커널이 단일 파일로 구성되고 단일 라이브러리로 구축되는 통합 빌드 및 구성 시스템을 도입했습니다.Linux의 menuconfig와 마찬가지로 CodeBench와 통합된 사용자 인터페이스(UI) 기반 구성 도구는 사용자에게 빌드 시 커널을 커스터마이즈하기 위한 그래픽으로 선택 가능한 컴포넌트를 제공합니다.Nucleus 구성 시스템을 통해 사용자는 새로운 도구 체인, 아키텍처 지원 및 속성 구축을 통합할 수 있습니다.

주요 컴포넌트

Nuclear RTOS 컴포넌트는 다음과 같습니다.

  1. 커널
  2. 서비스
  3. 접속성
  4. 파일 시스템
  5. 네트워킹
  6. IoT 프레임워크
  7. 무선
  8. 보안.
  9. UI 및 그래픽스

커널

  • 우선 순위 기반 사전 예약 기능을 갖춘 실시간 커널
  • 로드 가능한 모듈을 사용한 동적 링크 지원
  • C++, Portable Operating System Interface(POSIX) 및 Real-time Operating System Nucleus(TRON) 마이크로용 인터페이스ITRON
  • SMP/AMP, 감독 및 비감독
  • SMP 지원 및 실행 시 제어로 바인드된 계산 도메인 및 태스크 및 인터럽트용 프로세서 코어에 대한 친화성
  • 64비트 아키텍처 지원
  • 메모리 제약 디바이스에 맞게 확장 가능
  • 내장 전원 관리 프레임워크
  • 모든 컴포넌트의 소스 코드

서비스

  • 실행 수준의 초기화 및 레지스트리
  • POSIX: 커널, 네트워킹 및 파일 시스템
  • 셸과 트레이스
  • 디버깅 에이전트
  • C++
  • 전원 관리 서비스

접속성

Nucleus는 다음과 같은 다양한 인터페이스를 통해 다른 디바이스에 연결하는 기능을 지원합니다.

파일 시스템

Windows 나 Unix 와 같은 operating system과는 달리, Nucleus 는 파일 시스템을 필요로 하지 않습니다.그러나 로컬 스토리지가 필요한 복잡한 용도의 경우 Nucleus는 FAT, SAFE(무장애 기능) 및 LWEXT를 포함한 여러 파일 시스템을 지원합니다.

여러 개의 동시 파일 시스템

  • 파일 할당 테이블(FAT)
  • SAFE(고신뢰성 전원 장애 안전)
  • LWEXT
  • 설치 가능한 서드파티 파일 시스템

다중 미디어 지원

  • CD롬
  • 하드 드라이브
  • RAM 디스크
  • NOR 및 NAND 플래시
  • USB 드라이브
  • SD MMC

Nucleus는 기본 스토리지 형식에 관계없이 동일한 기능을 사용하여 지원되는 파일 시스템 및 스토리지 디바이스에 액세스할 수 있는 가상 파일 시스템 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)를 통해 다양한 파일 시스템과 스토리지 미디어를 지원합니다.

네트워킹

Nucleus 네트워킹 스택은 60개 이상의 네트워킹 프로토콜을 지원하는 이중 IPv4 및 IPv6 스택입니다.Nucleus 네트워킹 스택은 POSIX를 지원하며 소켓 기반 애플리케이션 인터페이스를 제공합니다.지원되는 프로토콜의 간단한 목록은 다음과 같습니다.

보안.

Nucleus는 안전한 통신을 위해 다양한 암호화 옵션을 지원하므로 정지 중 또는 전송 중인 데이터를 보호할 수 있습니다.Nucleus에는 OpenSSL과 OpenSSL과 같은 패키지 wolfSSL(구 CyaSSL)이 포함되어 있습니다.이 패키지는 암호화를 필요로 하지만 메모리 용량이 제한된 설계에서는 OpenSSL보다 [3]훨씬 작습니다.전송 중인 데이터를 보호하는 보안 프로토콜에는 IPsec/IKE, SSH/SSL/TLS/DTLS가 포함됩니다.암호화에는 DES, 3DES, AES, SHA-256이 포함됩니다.공개키 암호화 알고리즘에는 RSA가 포함됩니다.서포트에는, X.509, RADIUS, 및 802.1X 가 포함됩니다.

무선

QCA, Broadcom, TI, CSR 등 다양한 칩 메이커의 Wi-Fi 모듈이 지원됩니다.

UI 그래픽스

Nucleus 3.x는 OpenGL 및 주요 서드파티 UI 라이브러리를 지원합니다.Nucleus는 코드 크기에 맞게 최적화되어 디버깅 및 추적을 위해 CodeBench에 통합된 Qt UI 프레임워크를 지원합니다.지원되는 기타 UI로는 Embedded Wizard 및 Socionext CGI Studio가 있습니다.

IoT

Nucleus의 최신 릴리스에는 HTTPS, Constrained Application Protocol(CoAP), MQTT 및 6LoWPAN 지원이 포함됩니다.

Nucleus는 Microsoft Azure 클라우드 컴퓨팅 프레임워크 지원도 발표했습니다.

산업의

Nuclear는 업계 리더의 서드파티 산업 스택과 통합되었습니다.산업용 스택 지원에는 OPC Unified Architecture(OPC UA) 호스트와 클라이언트, Softing의 EtherNet/IP 및 KoenigPa의 EtherCAT가 포함됩니다.

멀티코어

Nucleus는 32비트 및 64비트의 이기종 멀티코어 SoC에 대해 Asymmetric Multiprocessing(AMP; 비대칭 멀티프로세서) 모드 및 Symmetric Multiprocessing(SMP; 대칭 멀티프로세서) 모드를 지원합니다.Nucle은 Mento Embedded Hypervisor를 사용하여 GOS로 실행할 수도 있습니다.

AMP 모드로 동작하는 경우 Nucleus RTOS는 다른 프로세서에 배포된 Nucleus, Linux 및/또는 베어 머신(메탈) 프로그램의 다른 인스턴스와 공존할 수 있습니다.이 모드에서는, 각 프로세서가 개별적으로 동작해, SoC내에서 다른 시스템으로서 동작합니다.Mento Embedded Multicore Framework는 다양한 코어의 운영 체제와 프로세서 수명 주기 관리 간의 프로세스 간 통신을 제공합니다.SMP 동작은 Nucleus RTOS의 인스턴스화를 통해 여러 코어를 동시에 관리합니다.Nucleus는 멀티코어 디바이스의 모든 코어 또는 임의의 코어 서브셋에 걸쳐 작업을 분산할 수 있습니다.이러한 목적을 위해 Nucleus는 바인딩된 계산 도메인에 대한 런타임 API 지원과 코어 할당을 위한 제어 태스크 및 인터럽트 친화성을 제공합니다.

제품 패키지

Nuclear RTOS는 다음과 같이 패키지화되어 있습니다.

  • 런타임 시스템, 미들웨어, BSP(모두 소스 코드) 및 IDE, 디버거, 컴파일 도구, 트레이스 번들을 포함한 Nucleus ReadyStart Edition ReadyStart.Nuclear Ready Start는 ARM, MIPS 및 PPC용으로 패키지된 버전으로 제공됩니다.Nucleus Ready Start는 CodeBench에 특화된 이클립스 플러그인을 추가하여 커널 인식, 로드 가능한 모듈 지원, 트레이스 및 프로파일링 도구 등의 간단한 빌드 및 구성 워크플로우와 디버깅 기능 향상을 제공합니다.
  • Nucleus Source Code Edition에는 런타임 시스템과 미들웨어가 패키지화되어 있어 고유한 아키텍처 및/또는 다양한 툴 체인을 지원합니다.

안전인증

Nucleus SafetyCert는 DO-178C, IEC 61508, IEC 62304, ISO 26262에 대해 최고 수준의 안전성을 인증받았습니다.

Nucleus RTOS를 사용한 제품

Nucleus 제품을 사용하는 디바이스는 다음과 같습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "Nucleus OS Supported Processors". www.mentor.com.
  2. ^ "Nucleus RTOS Supported Processors". www.mentor.com. Retrieved 2017-08-22.
  3. ^ "wolfSSL User Manual – Chapter 5: Portability – Documentation". Retrieved 2019-02-14.
  4. ^ Voica, Alexandru. "MIPS in space: Inside NASA's New Horizons mission to Pluto". Imagination.
  5. ^ "IVL Technologies". ivl.com.
  6. ^ "ASC". nsgdata.com.
  7. ^ "TI-Nspire Technical Details - ticalc.org". www.ticalc.org.
  8. ^ "Telephonics - Surveillance, Communications, Analysis and Integrated Solutions leader". www.telephonics.com.
  9. ^ "Control Systems for Home Automation, Campus & Building Control by Crestron Electronics". www.crestron.com.
  10. ^ "Soundweb London - BSS Networked Audio Systems". BSS Networked Audio Systems.
  11. ^ "Все о глазах и зрении - офтальмологический форум" (PDF). s75.siemens-club.org.
  12. ^ "The evolution of the Apple iPhone and its many CPU's – Even within a model - The CPU Shack Museum". cpushack.com.
  13. ^ http://csrc.nist.gov/groups/STM/cmvp/documents/140-1/140crt/140crt951.pdf[베어 URL PDF]

외부 링크