業(yè)界領(lǐng)先的多核異構(gòu)框架RTONBOOT介紹

發(fā)布人：yangbaitao 時(shí)間：2024-06-13 來源：工程師

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1、RTOnBoot框架的介紹和特點(diǎn)

成都實(shí)安信科技有限公司于2021年完成了RTOnBoot實(shí)時(shí)框架的開發(fā)。RTOnBoot框架是一種Linux和RTOS（實(shí)時(shí)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(duì)Bootloader，Linux或安卓，以及RTOS都做出相應(yīng)的改動(dòng)。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(shí)時(shí)性強(qiáng)于Vxworks， MIT License）等。

RTOnBoot框架的六大技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

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

第二，超快的啟動(dòng)速度。解決了Linux或安卓啟動(dòng)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(jí)的,而OpenAMP是秒級(jí)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(qiáng)的安全性。設(shè)計(jì)了一種加強(qiáng)安全機(jī)制。采用了TrustZone硬件隔離。在linux安全機(jī)制之外進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)時(shí)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(dòng)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(shí)時(shí)框架xenomai或preempt-RT補(bǔ)丁等。

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

第二，Ethercat總線是現(xiàn)在最流行和最先進(jìn)的現(xiàn)場總線，Ethercat主站對(duì)實(shí)時(shí)性要求很高，采用xenomai或preempt-RT補(bǔ)丁的方案在系統(tǒng)負(fù)載重時(shí)，會(huì)出現(xiàn)丟包的情況。而系統(tǒng)負(fù)載重在現(xiàn)在AI時(shí)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(gè)運(yùn)行RTOS的核上。也移植可以IgH或soem主站到一個(gè)運(yùn)行RTOS的核上。

第四，無人機(jī)飛控軟件PX4基于NuttX，但現(xiàn)在單片機(jī)上運(yùn)行PX4已經(jīng)出現(xiàn)了CPU占用率過高的問題?？梢砸浦睵X4到一個(gè)運(yùn)行RTOS的核上。

第五，單片機(jī)滿足不了現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代和AI時(shí)代對(duì)主站的要求。

第六，有Windows的實(shí)時(shí)方案。但Windows有幾個(gè)致命弱點(diǎn)：

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(dá)的顯卡，而嵌入式國內(nèi)更流行用NPU，而且英偉達(dá)的顯卡供貨是個(gè)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(shí)時(shí)方案，實(shí)時(shí)性不夠優(yōu)異。

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

第八，3D打印領(lǐng)域使用RTOnBoot框架也可以帶來革命性變革?？梢园言瓉磉\(yùn)行在單片機(jī)上的打印固件移植到一個(gè)運(yùn)行RTOS的核上?？纱蟠筇岣邔?shí)時(shí)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(jí)3D打印這種需求更加迫切。

第九，實(shí)時(shí)系統(tǒng)安全性越來越受到重視。

第十，精密的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，像手術(shù)機(jī)器人等這樣的場合出現(xiàn)實(shí)時(shí)抖動(dòng)，結(jié)果是用戶不可接受的。

第十一，已經(jīng)把RTOnBoot框架和ROS相融合?？梢曰赗TOnBoot框架創(chuàng)建硬實(shí)時(shí)的ROS節(jié)點(diǎn)。

第十二，數(shù)控加工和精密機(jī)械領(lǐng)域也可以使用RTOnBoot框架來提高高精度的速度和穩(wěn)定性。

3. 商業(yè)模式

RTOnBoot框架的演示視頻在嗶哩嗶哩上的以下****：

https://www.bilibili.com/video/BV1on4y197Dp/?vd_source=bd86c57a4fc0bbcd4f3e9d0999ce28e2

由于本公司是小公司，為了公司的生存，所以RTOnBoot框架是不免費(fèi)的。

現(xiàn)在提供以下幾種商業(yè)模式供用戶選擇，價(jià)格由低到高，價(jià)格面議。

第一提供RTOnBoot框架的移植整合服務(wù)，移植整合完成后，開放百分之八十源碼，關(guān)鍵代碼不開源。

第二，提供RTOnBoot框架的全部源碼，提供移植整合文檔，不負(fù)責(zé)移植整合。

第三，提供RTOnBoot框架的移植整合服務(wù)，移植整合完成后，開放全部源碼并提供移植整合文檔。