Zephyr OS的2017：4次升級內核版本，讓物聯網設備研發「順風順水」

來源：ZephyrProject

物聯網智庫 整理髮布

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------【導讀】------

2017年的物聯網領域註定不平凡，這一年共享單車開始洗牌，這一年NB-IoT持續發酵，這一年無數黑科技爭先亮相。

IDC預測，2020年全球物聯設備數將達281億，全球市場總量將達7.1億美元；Garter的物聯網行業報告顯示，2020年全球物聯設備數量將達260億，全球經濟價值1.9萬億美元。在物聯網設備和應用數量持續暴增的大背景下，越來越多的設備供應商看到物聯網操作系統的重要性，因此紛紛開始布局。

為了適應粉末化的市場應用需求，Zephyr操作系統在2017年不斷更新，連續4次升級了內核版本：v1.7、v1.8、v1.9和v1.10，所支持晶元架構，開發板種類、數量不斷增加，安全性進一步加強， 無線通信方式等方面也做出了很多改進， 讓開發者更易於進行產品設計。

Zephyr v1.7

持續完善支持架構，數量多達6種

為了滿足物聯網應用的多樣化需求，Zephyr操作系統所支持的晶元架構和開發板數量在穩步增加。從v1.7內核開始，Zephyr操作系統增加了對RISC V和Xtensa架構的支持，從此Zephyr所支持的架構達到6種，包括x86架構、ARC架構、ARM架構、NIOS II 架構、RISC V架構和Xtensa架構。同時，v1.7.0內核版本所支持的開發板又增加了4種，包括：基於SoC的NXP開發板、ARM的Betle、TI的CC3200 LaunchXL，和基於SoC的STML32L476。

Zephyr v1.8

將主要的源代碼遷移到GitHub

開源項目對於開發者最重要的一點就是便於貢獻資源、互相溝通。為了促進社區的貢獻和交流，Zephyr在v1.8內核版本實現了一個重要里程碑：將主要的源代碼遷移到GitHub。通過實施這一改變，開發者和貢獻者可以通過提交Pull請求進行修改和添加，簡化了審查和驗收流程。隨著過渡工作完成，300多個Pull請求已經合併到Zephyr源代碼中，Zephyr項目歡迎更多代碼或者文檔貢獻到代碼庫中。

Zephyr v1.9

改進連接性和安全性

隨著物聯網設備數量的劇增，網路數據大量形成，設備連接面臨巨大的壓力，個人信息被盜的風險也在不斷增加，Zephyr v1.9針對連接性和安全性做了改進。從v1.9版本開始支持藍牙mesh，支持LwM2M協議，新的API與已有應用程序代碼（Pthreads, BSD 插座）更好地兼容，以及利用MPU和MMU硬體增加穩健性和保護功能。在連接性方面，Zephyr操作系統內置藍牙堆棧，支持所有的藍牙LE（BLE）5.0的新功能，如mesh網路；在安全性方面，Zephyr操作系統利用在很多SoC中設立硬體保護的功能，繼續致力於加強安全性。

Zephyr v1.10

針對內核、架構、開發板等繼續增強支持

從v1.10版本開始，Zephyr項目已經遷移到CMake，這對於那些需要不同平台和不同開發環境的開發人員是重要的一步，這使Zephyr更易於被應用開發人員使用。這一更改保持了Kconfig原樣，並用相應的CMakeList.txt替代所有Makefile。Kbuild提供的類似於DSL的Make語言被一組CMake 擴展所替代，這些擴展提供了簡單的一對一Kbuild的功能的翻譯，或引入了新的概念替代Kbuild概念。

除此之外，v1.10內核版本在x86、用戶空間和內存域上，初始alpha品質線程級的內存保護；支持Newtron 快閃記憶體文件系統(NFFS)；增加測試套件的範圍，並將大部分測試實例遷移到採用Ztest；與MCUBOOT引導載入程序進行集成；為很多已經支持的平台增加SoC、平台和驅動程序支持。

搭載Zephy操作系統的物聯網應用持續增加

Zephyr操作系統非常適用於資源受限的物聯網設備，從簡單的嵌入式環境感測器和LED可穿戴設備，到精密的智能手錶和物聯網無線網關都能覆蓋。與其它實時操作系統相比，Zephyr操作系統支持豐富的I/O驅動，具有高可配置性，編譯時可進行資源定義，非常適用於原型快速開發，且對於特殊應用案例易於優化。基於以上諸多優勢，採用Zephy操作系統的物聯網應用和公司不斷增加。

在應用案例來看，開發者基於Zephyr操作系統在Arduino 101開發板上搭建了一款心率監測儀，可以從脈衝感測器讀取模擬數據並監測心率，並在Grove RGB LCD上現實心率和心跳，以及通過低功耗藍牙連接發送心率數據到智能手機；Grush刷牙遊戲也採用了Zephyr操作系統，它讓小朋友通過玩遊戲的方式訓練正確的刷牙方式；英特爾基於Zephyr.js設計了智能家居應用；HereO的團隊採用Zephyr操作系統設計了一款兒童手錶；提供超低功耗物聯網解決方案的蜂窩IP公司 CommSolid，基於Zephyr操作系統實現可靠的NB-IoT通信，還能執行中間件堆棧和客戶應用程序的簡單機制；一家來自法國的嵌入式設備公司BayLibre將Zephyr操作系統選定為產品設計的主要操作系統。未來，隨著Zephyr操作系統不斷完善，採用Zephyr操作系統的應用及公司會繼續增加。

展望2018，Zephyr會給物聯網帶來一場怎樣的風暴？

回顧2017，物聯網的各種應用逐步落地，共享單車、移動支付、大數據分析、AI、M2M、IPv6都隨著物聯網的爆發而迅猛發展。放眼2018年，物聯網市場繼續風雲變幻，設備數量持續增長，數據洪流不斷湧入網路，雲端數據承載負荷加大，邊緣智能計算崛起，安全問題突顯，開源操作系統受到推崇。

Zephyr操作系統具有模塊化、可配置等靈活性。它的模塊化內核能夠被剝離到各個組件，如果需要甚至可以只要超微內核。它的調度器在一定時間內按照優先順序運行單一任務。如果兩個優先順序相同的任務在等待，調度器運行等待時間最長的那個。Zephyr操作系統給開發者提供了為指定線程分配優先順序的能力，並在某些情況下給更高優先順序的線程設置優先順序的能力。

同時，Zephyr操作系統的Linux基金會背景、可擴展性和開源性是其快速發展的最大驅動力。Zephyr的開源方式解放了開發者，它可以減少工程師圍繞操作系統的工作，讓他們到其它領域進行創新，這有助於系統在競爭中出現差異化。目前，物聯網設備經常缺乏互操作性，IT管理人員十分頭疼，如果Zephyr項目變成事實上的物聯網設備的標準操作系統，它將推進IoT進入互操作性的新時代，被物聯網設備商廣泛採用。

作為開源操作系統，Zephyr有著基於社區生態系統的平台優勢，其開源管理和授權模式備受肯定。在原有會員英特爾公司、恩智浦半導體公司（已被高通收購）和美國新思科技公司的基礎上，一年多來又吸引了Linaro、Runtime.io和Nordic半導體等的加入。本著開源、開放的創新精神，Zephyr項目歡迎更多物聯網產業鏈上下游的公司加入進來，成為會員，共同打造一套應用更加完善、資源更加豐富的生態系統。

關於Zephyr項目

Zephyr 項目是一款小型且可擴展的操作系統，尤其適用於資源受限的硬體系統，可支持多種架構；該系統高度開源，對於開發人員社區完全開放，開發人員可根據需要對該系統進行二次開發，以支持最新硬體、工具和設備驅動程序；該系統高度模塊化平台，可輕鬆集成任何架構的第三方庫和嵌入式設備。

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