Zephyr OS 基礎篇：系統簡介【轉】

轉自：https://blog.csdn.net/tidyjiang/article/details/52058889

Zephyr OS 相關學習學習資料，請關注我的github：
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Zephyr OS 簡介

　　Zephyr 是一個用於物聯網的開源操作系統，受到 Linux 基金會支持（參考 這里），在今年二月份剛發布 1.0 版本，目前開發到 1.4 版本。Zephyr 的目標非常遠大，即一統物聯網操作系統。
　　
　　Zephyr 目前還處於初期階段，項目開發非常活躍，代碼托管在 Linux 基金會自己搭建的 Girret 服務器上，而不是在 Github 上。也正是由於它還是在初期階段，所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 相對於 Contiki 在哪些方面有優勢，但這不是現在的我能說清楚的，因為對兩個操作系統都不熟。不過發現一個有意思的地方：Zephyr 的 ip 協議棧是對 Contiki 協議棧的移植。除了 ip 協議棧外，Zephyr中還包括了低功耗 Bluetooth 協議棧。

Zephyr OS 內核架構

　　Zephyr 的中文翻譯是“和風；西風；輕薄織物”，由此可以看出 zephyr 是一個輕量級的操作系統。事實上，它提供了兩種內核：微內核 microkernel 和超微內核 nanokernel，用戶可以在編譯時通過配置文件配置使用哪種內核：同時使用微內核和超微內核，或者只使用超微內核。
　　
　　超微內核具有內核的一系列基礎特征，是一個高性能、多線程的執行環境。超微內核適用於內存很少（最少為 2KB）的系統或者簡單的多線程系統（比如只有一些列中斷處理和單后台 task）。這樣的系統主要包括：嵌入式傳感器 hub、傳感器、簡單 LED 可穿戴設備以及商店庫存的標簽。

　　微內核比超微內核的功能更加豐富。超微內核適用於這樣的系統：內存更多（50 ~ 900 KB）、多通信設備（比如WIFI、低功耗藍牙）、多 task。這樣的系統主要包括：可穿戴設備、智能手表、物聯網無線網關。

Zephyr 的特征

　　Zephyr 內核是一個微型內核，被設計用於資源受限的系統：從簡單的嵌入式傳感器、可穿戴 LED，到復雜的智能手表、物聯網無線網關。

　　Zephyr 支持多架構，包括：ARM Cortex-M、Intel x86 和 ARC。在 這里 可以查看 Zephyr 支持的所有平台。

　　與其它微型內核相比，Zephyr 內核有很多獨特的優秀特性：

1. 單地址空間操作系統。將應用程序相關的代碼與內核結合在一起，創建一個在硬件上加載、運行的單一鏡像。應用程序代碼和內核代碼運行在同一個共享地址空間。
2. 高度可配置。允許應用程序只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。提供最小化的運行時錯誤檢查，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，以協助應用程序的開發和調試。
5. 廣泛的服務。提供了許多耳熟能詳的服務：
   
   • 多線程服務：為基於優先級的、非搶占式的 fiber 和基於優先級的、搶占式的 task 提供可選的時間片。
   • 中斷服務：在編譯時、運行時均可注冊中斷處理函數。
   • 線程間同步服務：包括二元信號量、計數信號量和互斥信號量。
   • 線程間數據傳遞服務：包括基本消息隊列、增強型消息隊列和字節流。
   • 內存分配服務：動態地分配固定尺寸、可變尺寸的內存塊。
   • 電源管理服務：包括無滴答 CPU 空轉和高級 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
　　架構相關的超微內核代碼和平台代碼。Zephyr 支持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：

• 架構相關的超微內核源文件。
• 架構相關的超微內核的私有 API 的頭文件。
• 平台相關的代碼。

boards
　　board 相關的代碼和配置文件。
doc
　　Zephyr 文檔相關的材料和工具。
drivers
　　設備驅動代碼。
include
　　所有（不包括 lib 目錄）公有 API 的頭文件。
kernel
　　微內核代碼，以及架構無關的超微內核代碼。
lib
　　庫代碼，包括最小的 C 庫。
misc
　　雜項代碼。
net
　　網絡相關的代碼，包括藍牙協議棧和網絡協議棧。
samples
　　微內核、超微內核、藍牙協議棧和網絡協議棧的應用程序舉例。
tests
　　內核各個特性的測試代碼。
scripts
　　用於編譯、測試 Zephyr 應用程序的程序和文件。

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。
  獲取源碼： 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
  我計划將其翻譯成中文，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，所以我將其制作為html網頁，放到了我的獨立博客里了：
  　　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（[e-mail]）