業(yè)界領(lǐng)先的多核異構(gòu)框架RTONBOOT介紹

發(fā)布人：yangbaitao 時間：2024-06-13 來源：工程師

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1、RTOnBoot框架的介紹和特點

成都實安信科技有限公司于2021年完成了RTOnBoot實時框架的開發(fā)。RTOnBoot框架是一種Linux和RTOS（實時多任務(wù)操作系統(tǒng)）多核異構(gòu)共存的框架，異構(gòu)的一種構(gòu)造是Linux或安卓，另一種構(gòu)造是RTOS。RTOnBoot框架需要對Bootloader，Linux或安卓，以及RTOS都做出相應(yīng)的改動。其中RTOS有我們自研的內(nèi)核，也可以移植網(wǎng)上絕大多數(shù)RTOS，比如 NuttX(類似于Linux的API接口，ApacheLicense）， ThreadX(安全性和實時性強于Vxworks， MIT License）等。

RTOnBoot框架的六大技術(shù)優(yōu)勢：

第一，穩(wěn)定且優(yōu)異的硬實時特性，對Linux或安卓的負(fù)載不敏感。

第二，超快的啟動速度。解決了Linux或安卓啟動速度慢的難題。

第三，最優(yōu)的核間大容量數(shù)據(jù)交換性能，核間大容量數(shù)據(jù)交換性能納微級的,而OpenAMP是秒級的。

第四，最靈活的核間交互手段，除了核間異步消息交互外，Linux或安卓甚至可以直接調(diào)用RTOS的API或訪問RTOS的共享變量。

第五，加強的安全性。設(shè)計了一種加強安全機制。采用了TrustZone硬件隔離。在linux安全機制之外進一步加強實時系統(tǒng)的安全性且不影響流暢度。

第六，完美的兼容性，移植成功后，與Linux或安卓的生態(tài)（驅(qū)動或應(yīng)用）百分之百兼容。

綜上所述，RTOnBoot框架是目前世界上最優(yōu)的多核異構(gòu)共存方案。

2、RTOnBoot框架可應(yīng)用于很多領(lǐng)域

第一，為什么選用RTOnBoot框架而不是現(xiàn)有的實時框架xenomai或preempt-RT補丁等。

xenomai或preempt-RT補丁的實時性能穩(wěn)定性差。在系統(tǒng)空載時，實時性能還不錯，但穩(wěn)定性也不夠。在系統(tǒng)重載時，實時性能下降明顯，且實時性能抖動明顯，頻繁出現(xiàn)超大延時。而RTOnBoot實時性能穩(wěn)定，且對系統(tǒng)負(fù)載敏感度不高。在系統(tǒng)重載時，實時性能下降不大，且出現(xiàn)大延時的概率極低。

第二，Ethercat總線是現(xiàn)在最流行和最先進的現(xiàn)場總線，Ethercat主站對實時性要求很高，采用xenomai或preempt-RT補丁的方案在系統(tǒng)負(fù)載重時，會出現(xiàn)丟包的情況。而系統(tǒng)負(fù)載重在現(xiàn)在AI時代是很常見的情況。

第三，可以移植工業(yè)軟件OpenPLC或codesys到一個運行RTOS的核上。也移植可以IgH或soem主站到一個運行RTOS的核上。

第四，無人機飛控軟件PX4基于NuttX，但現(xiàn)在單片機上運行PX4已經(jīng)出現(xiàn)了CPU占用率過高的問題。可以移植PX4到一個運行RTOS的核上。

第五，單片機滿足不了現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)時代和AI時代對主站的要求。

第六，有Windows的實時方案。但Windows有幾個致命弱點：

1. 成本高，功耗大。

2. Wiindows不開源，用戶定制開發(fā)困難。

3. Windows的AI算力靠英偉達的顯卡，而嵌入式國內(nèi)更流行用NPU，而且英偉達的顯卡供貨是個問題。

4. 現(xiàn)在ARM64的處理能力已經(jīng)接近于X64，完全夠用。

5. Windows的實時方案，實時性不夠優(yōu)異。

第七，SOC所帶的硬核單片機核可用于在主飛控平臺失效時，備份的控制系統(tǒng)。這樣的設(shè)計才是最優(yōu)設(shè)計。

第八，3D打印領(lǐng)域使用RTOnBoot框架也可以帶來革命性變革。可以把原來運行在單片機上的打印固件移植到一個運行RTOS的核上?？纱蟠筇岣邔崟r性和打印速度，原來的兩塊板做成一塊板，也提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性。工業(yè)級3D打印這種需求更加迫切。

第九，實時系統(tǒng)安全性越來越受到重視。