嵌入式操作系统介绍之 NuttX

冷不防 2022-09-01 07:50 563阅读 0赞

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## **目录** ##

1  NuttX 实时操作系统

2  关键特征

3  支持的平台

4  支持的板卡

5  文件系统

6  设备驱动

7  C/C++ 库

8  网络

9  Flash 支持

10  USB 支持

11  图形支持

12  插件

13  开发环境

14  链接

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### ![048: Overview about NuttX Drivers - YouTube][048_ Overview about NuttX Drivers - YouTube] ###

### **1  NuttX 实时操作系统** ###

NuttX 是一个实时操作系统（RTOS），强调标准兼容和小型封装，具有从8位到32位微控制器环境的高度可扩展性。NuttX 主要遵循  Posix 和 ANSI 标准，对于在这些标准下不支持的功能，或者不适用于深度嵌入环境的功能（如 fork()），采用来自 Unix 和常见 RTOS （如 VxWorks）的额外的标准 API。

NuttX 的第一个版本由 Gregory Nutt 于 2007 年在宽松的 BSD 许可证下发布。

### **2  关键特征** ###

标准兼容  
核心任务管理  
模块化设计  
完全可抢占  
天然可扩展  
高度可配置  
图形化配置工具  
容易扩展到新的处理器架构、 SoC 架构或板级架构  
FIFO 和轮转调度  
实时的、确定性的、支持优先级继承  
类 POSIX/ANSI 的任务控制、命名消息队列、计数信号量、时钟/定时器、信号、pthread、环境变量、文件系统  
类VxWorks的任务管理和看门狗定时器  
BSD 套接字接口  
优先级管理的扩展  
可选的具有地址环境的任务（进程）  
可继承的“控制终端”和 I/O 重定向  
请求式分页  
系统日志  
可以构建为开放的、平面的嵌入式 RTOS，或单独构建为具有系统调用接口的微内核  
内建每线程 CPU 负载测量  
良好的文档支持

### **3  支持的平台** ###

3.1  Allwinner  
A10 (Cortex-A8)  
3.2  Atmel  
AVR ATMega128 (8-bit AVR)  
AVR AT90USB64x and AT90USB6128x (8-bit AVR)  
AVR32 AT32UC3BXXX (32-bit AVR32)  
Atmel SAMD20 (ARM Cortex-M0+)  
Atmel SAM3U (ARM Cortex-M3)  
Atmel SAM3X (ARM Cortex-M3)  
Atmel SAM4L (ARM Cortex-M4)  
Atmel SAM4S (ARM Cortex-M4)  
Atmel SAM4E (ARM Cortex-M4)  
Atmel SAMA5D3 (ARM Cortex-A5)  
3.3  Freescale  
M68HCS12  
Freescale i.MX1 (ARM920-T)  
FreeScale KL25Z (ARM Cortex-M0+)  
FreeScale Kinetis K40 (ARM Cortex-M4)  
FreeScale Kinetis K60 (ARM Cortex-M4)  
3.4  基于主机 PC 的仿真  
Linux/Cygwin 用户模式仿真  
3.5  Intel  
Intel 80x52  
Intel 80x86  
3.6  MicroChip  
PIC32MX2xx Family (Modified MIPS32)  
PIC32MX4xx Family (Modified MIPS32)  
PIC32MX7xx Family (Modified MIPS32)  
3.7  nuvoTon  
nuvoTon NUC120 (ARM Cortex-M0)  
3.8  NXP  
NXP LPC214x (ARM7TDMI)  
NXP LPC2378 (ARM7TDMI)  
NXP LPC3131 (ARM9E6JS)  
NXP LPC315x (ARM9E6JS)  
NXP LPC176x (ARM Cortex-M3)  
NXP LPC178x (ARM Cortex-M3)  
NXP LPC43xx (ARM Cortex-M4)  
3.9  Renesas/Hitachi:  
Renesas/Hitachi SuperH  
Renesas M16C/26  
3.10  STMicroelectronics  
STMicro STR71x (ARM7TDMI)  
STMicro STM32L152 (STM32 L "EnergyLite" Line, ARM Cortex-M3)  
STMicro STM32F100x (STM32 F1 "Value Line"Family, ARM Cortex-M3)  
STMicro STM32F103C4/C8 (STM32 F1 "Low- and Medium-Density Line" Family, ARM Cortex-M3)  
STMicro STM32F103x (STM32 F1 Family, ARM Cortex-M3)  
STMicro STM32F107x (STM32 F1 "Connectivity Line" family, ARM Cortex-M3)  
STMicro STM32F207x (STM32 F2 family, ARM Cortex-M3)  
STMicro STM32F303x (STM32 F3 family, ARM Cortex-M4).  
STMicro STM32F407x (STM32 F4 family, ARM Cortex-M4)  
STMicro STM32 F427/437 (STM32 F4 family, ARM Cortex-M4)  
STMicro STM32 F429 (STM32 F4 family, ARM Cortex-M4)  
3.11  Texas Instruments (some formerly Luminary)  
TI TMS320-C5471 (ARM7TDMI)  
TI Calypso (ARM7TDMI)  
TI TMS320-DM320 (ARM9E6JS)  
TI/Stellaris LM3S6432 (ARM Cortex-M3)  
TI/Stellaris LM3S6432S2E (ARM Cortex-M3)  
TI/Stellaris LM3S6918 (ARM Cortex-M3)  
TI/Stellaris LM3S6965 (ARM Cortex-M3)  
TI/Stellaris LM3S8962 (ARM Cortex-M3)  
TI/Stellaris LM3S9B96 (ARM Cortex-M3)  
TI/Stellaris LM4F120x (ARM Cortex-M4)  
TI/Tiva TM4C123G (ARM Cortex-M4)  
3.12  ZiLOG  
ZiLOG ZNEO Z16F  
ZiLOG eZ80 Acclaim!  
ZiLOG Z8Encore!  
ZiLOG Z180  
ZiLOG Z80

### **4  支持的板卡** ###

16z  
amber  
arduino-due  
avr32dev1  
c5471evm  
cloudctrl  
compal\_e86  
compal\_e88  
compal\_e99  
demo9s12ne64  
ea3131  
ea3152  
eagle100  
ekk-lm3s9b96  
ez80f910200kitg  
ez80f910200zco  
fire-stm32v2  
freedom-kl25z  
hymini-stm32v  
kwikstik-k40  
lincoln60  
lm3s6432-s2e  
lm3s6965-ek    lm3s8962-ek  
lm4f120-launchpad  
lpc4330-xplorer  
lpcxpresso-lpc1768  
maple  
mbed  
mcu123-lpc214x  
micropendous3  
mikroe-stm32f4  
mirtoo  
mx1ads  
ne64badge  
ntosd-dm320  
nucleus2g  
nutiny-nuc120  
olimex-lpc1766stk  
olimex-lpc2378  
olimex-lpc-h3131  
olimex-stm32-p107  
olimex-stm32-p207  
olimex-strp711  
open1788  
p112    pcblogic-pic32mx  
pcduino-a10  
pic32mx7mmb  
pic32-starterkit  
pirelli\_dpl10  
pjrc-8051  
px4fmu-v2\_upstream  
qemu-i486  
rgmp  
sam3u-ek  
sam4e-ek  
sam4l-xplained  
sam4s-xplained  
sama5d3x-ek  
samd20-xplained  
神舟IV号  
sim  
skp16c26  
spark  
stm3210e-eval  
stm3220g-eval  
stm3240g-eval  
stm32f100rc\_generic    stm32f3discovery  
stm32f429i-disco  
stm32f4discovery  
stm32ldiscovery  
stm32\_tiny  
stm32vldiscovery  
sure-pic32mx  
teensy  
tm4c123g-launchpad  
twr-k60n512  
ubw32  
us7032evb1  
viewtool-stm32f107  
vsn  
xtrs  
z16f2800100zcog  
z80sim  
z8encore000zco  
z8f64200100kit  
zkit-arm-1769  
zp214xpa

### **5  文件系统** ###

基于内存的微型根伪文件系统  
虚拟文件系统（VFS）  
可挂载的卷：绑定挂载点、文件系统和块设备驱动器。  
通用系统日志（SYSLOG）支持  
FAT12/16/32文件系统支持  
NFS客户端：客户端侧支持网络文件系统（NFS，版本3，UDP）  
NXFFS：微型 NuttX 损耗平衡 FLASH 文件系统  
SMART：Ken Pettit提供的 FLASH文件系统。  
procfs/ 文件系统  
基于 SPI 的 MMC/SD/SDH 卡的通用驱动  
ROMFS文件系统支持  
二进制加载器支持下列格式：  
脱离链接的 ELF 模块  
脱离链接的 NXFLAT 模块。NXFLAT 是可以从文件系统芯片内执行的二进制格式。  
PATH 变量支持  
通过 TFTP 和 FTP、HTML (wget)、 Zmodem (sz 和 rz) 传输文件（接收和发送）。

### **6  设备驱动** ###

VFS 支持字符和块驱动  
网络、 USB （主机）、 USB （设备）、 串口、 I2C、 I2S、 NAND、 CAN、 ADC、 DAC、 PWM、 正交编码器和看门狗定时器驱动架构。  
RAMDISK、 管道、 FIFO、 /dev/null、 /dev/zero 驱动  
基于 SPI 或 SDIO 的 MMC/SD/SDH 卡的通用驱动  
电源管理子系统  
内建 FreeModBus 1.5.0 版提供的 ModBus 支持  
图形设备：帧缓冲驱动、图形和段式 LCD 驱动  
音频子系统：编解码器、音频输入和输出驱动。命令行和图形界面媒体播放器应用程序  
输入设备：触摸屏、USB 键盘、USB鼠标、基于 GPIO 的按钮和键盘  
模拟设备：支持模拟到数字转换（ADC）、数字到模拟转换（DAC）、多路复用器和放大器

### **7  C/C++ 库** ###

完全集成在 OS 内的标准 C 库  
通过一个标准数学库提供浮点支持  
插件 uClibc++ 模块提供标准 C++ 库，支持 io 流、 字符串、 STL、 RTTI、异常等(LGPL)

### **8  网络** ###

TCP/IP、 UDP、 ICMP、 IGMPv2（客户端）栈  
SLIP  
一个 cJSON 移植  
小型封装（基于 uIP）  
BSD兼容的套接字层  
网络实用程序（DHCP 服务器和客户端、SMTP 客户端、 TELNET 客户端、FTP 服务器和客户端、TFTP 客户端、HTTP 服务器和客户端、NTP 客户端）。可继承的 TELNET 会话（如“控制终端”）。  
NFS 客户端：客户端侧支持网络文件系统（NFS，版本3，UDP）  
一个 Jeff Poskanzer 的 THTTPD HTTP 服务器的 NuttX 移植，集成于 NXFLAT，提供嵌入式 CGI。  
UDP 网络发现， XML RPC 服务器  
支持网络模块（如 TI CC3000 WLAN 模块）

### 9  Flash 支持 ###

灵感来自 MTD 的存储技术设备接口  
NAND 支持  
FTL：简单的 Flash 转换层，支持 FLASH 上的文件系统  
NXFFS： NuttX 损耗平衡 FLASH 文件系统  
支持基于 SPI 的 FLASH 设备

### 10  USB 支持 ###

10.1  USB 主机支持  
USB 主机控制器驱动和设备依赖的 USB 类驱动的 USB 主机架构  
可用于 NXP LPC17xx 的 USB 主机控制器驱动  
可用于 USB 大容量存储设备和 HID 键盘的设备依赖的 USB 类驱动  
10.2  USB 设备支持  
USB 设备控制器驱动和设备依赖的 USB 类驱动的类 Gadget 架构  
可用于 PIC32、 NXP LPC17xx、 LPC214x、 LPC313x、 LPC43xx、 STMicro STM32F1x、 STM32F2x、 STM32F4x 和 TI DM320 的 USB 设备控制器驱动  
可用于 USB 串口和 USB 大容量存储设备的设备依赖的 USB 类驱动  
内建用于 USB 调试的 USB 追踪功能

### 11  图形支持 ###

帧缓冲驱动  
并行端口和 SPI 端口的 LCD 和OLED 的图形 LCD 驱动  
段式 LCD 驱动  
NX Graphics 子系统：一个图形库、窗口化系统和字体支持，工作于帧缓冲或 LCD 驱动  
NuttX Widgets：用保守的 C++ 编写的图形用户界面，集成于 NX Graphics  
NuttX 窗口管理器：一个微型窗口管理器，基于 NX Graphics 子系统和 NuttX Widgets

### 12  插件 ###

12.1  NuttShell  
一个用于 NuttX 的、小型的、可扩展的、类 bash 的 shell，具有丰富的特征集和小型封装。  
12.2  Pascal 运行时  
Pascal 插件可以从 SourceForge 网站下载。

### 13  开发环境 ###

Linux + GNU make + GCC/binutils for Linux  
Linux + GNU make + SDCC for Linux  
Windows with Cygwin + GNU make + GCC/binutils （Cygwin下自定义构建）  
Windows with Cygwin + GNU make + SDCC （Cygwin下自定义构建）  
Windows with Cygwin + GNU make + Windows 本地工具链  
Windows 本地 (CMD.exe) + GNUWin32 （含 GNU make） + MinGW 主机 GCC 编译器 + Windows 本地工具链  
Wine + GNU make + Windows 本地工具链

### 14  链接 ###

官方网站： http://www.nuttx.org  
Wiki： http://www.nuttx.org/doku.php?id=wiki  
下载： http://sourceforge.net/projects/nuttx

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[048_ Overview about NuttX Drivers - YouTube]: /images/20220829/b9bdb3d1ccdc490db9382d92182ea9a6.png