Proyecto ITRON

El proyecto ITRON ^{[ 1 ]} fue el primer subproyecto del proyecto TRON . ^{[ 2 ]} Ha formulado y definido la especificación Industrial TRON (ITRON) para un núcleo de sistema operativo en tiempo real (RTOS) integrado.

ITRON , un estándar abierto japonés para sistemas operativos en tiempo real, se inició en 1984 bajo la dirección de Ken Sakamura . Este proyecto busca estandarizar el RTOS y sus especificaciones para sistemas embebidos , especialmente para sistemas embebidos de pequeña escala. La especificación del RTOS ITRON está dirigida a dispositivos electrónicos de consumo, como teléfonos móviles y máquinas de fax . Diversos proveedores comercializan sus propias implementaciones del RTOS.

ITRON y μITRON (a veces también escrito uITRON o microITRON) son nombres de especificaciones de sistemas operativos en tiempo real (RTOS) derivadas de proyectos ITRON. El carácter «μ» indica que la especificación está diseñada para procesadores de 8 o 16 bits. Las especificaciones están disponibles gratuitamente. Existen implementaciones comerciales, ofrecidas bajo diversas licencias.

Existen algunas implementaciones de código fuente de ejemplo de la especificación ITRON, así como muchas ofertas comerciales de código fuente.

Ejemplos de sistemas operativos en tiempo real de código abierto que incorporan una API basada en la especificación μITRON son eCos y RTEMS .

La especificación ITRON está diseñada para sistemas operativos en tiempo real (RTOS) integrados de tiempo real estricto.

Es muy popular en el mercado de sistemas embebidos, ya que tiene muchas aplicaciones, por ejemplo, en dispositivos con el sistema operativo integrado.

Por ejemplo, existe una entrevista de ACM Queue con Jim Ready, fundador de MontaVista (empresa de Linux en tiempo real), "Entrevista con Jim Reddy", abril de 2003, ACM Queue. ^{[ 3 ]} En la entrevista dice: "El RTOS más exitoso históricamente en Japón es μITRON. Se trata de una especificación abierta autóctona liderada por el Dr. Ken Sakamura de la Universidad de Tokio. Es un estándar de la industria allí". Muchas cámaras digitales japonesas, por ejemplo, han utilizado el sistema operativo con especificación ITRON. Toyota ha utilizado el sistema operativo con especificación ITRON para el control del motor.

Según el "Informe de encuesta sobre tendencias de uso de sistemas operativos en tiempo real integrados" realizado anualmente por TRON Forum en Embedded Technology (ET, organizado por Japan Embedded Systems Technology Association: JASA), el sistema operativo con especificación ITRON ha mantenido durante mucho tiempo la mayor cuota de mercado en el sector de sistemas operativos integrados en Japón y se ha adoptado como estándar industrial. Por ejemplo, en la encuesta del año fiscal 2016, ^{[ 4 ]} los sistemas operativos TRON (incluidos los sistemas operativos con especificación ITRON y T-Kernel) representaron alrededor del 60% del mercado de sistemas integrados. Los sistemas operativos con especificación ITRON (incluido μITRON) por sí solos representaron el 43% del mercado y tuvieron una ventaja del 20% sobre los sistemas operativos basados ​​en UNIX (incluido POSIX), que se encuentran en segundo lugar detrás de los sistemas operativos TRON.

Aunque la especificación ITRON no sea muy conocida en el extranjero, los sistemas operativos que la cumplen se han instalado en electrodomésticos de fabricación japonesa y se han exportado a todo el mundo, por lo que el sistema operativo con especificación ITRON tiene una alta cuota de mercado. En 2003, ocupaba el primer puesto mundial en términos de cuota de mercado de sistemas operativos. ^{[ 5 ]} Debido a que su licencia era fácil de obtener y gratuita, se utilizó bastante en Asia.

La especificación μITRON (que se lee como micro ITRON, no mu ITRON) comenzó como un subconjunto de la especificación ITRON original. Sin embargo, tras la aparición de la versión 3 de la especificación μITRON, dado que abarca tanto el mercado de CPU de gama baja como los sistemas a gran escala, el término ITRON suele referirse a μITRON.

La compatibilidad con CPU es amplia. ARM , MIPS , x86 , SH , FR-V y muchas otras, incluidas las CPU compatibles con los sistemas operativos en tiempo real de código abierto eCos y RTEMS , ambos compatibles con las API de μITRON.

El proyecto TRON comenzó a diseñar la arquitectura informática como infraestructura para las futuras aplicaciones informáticas, y presentó una visión general del diseño básico en la 29ª Convención Nacional de la Sociedad de Procesamiento de la Información de Japón en 1984.

• Hacia 1984: El desarrollo de μITRON comenzó como un subproyecto del Proyecto TRON.

• 1987: Se publicó una primera introducción completa del Proyecto TRON en inglés en IEEE Micro (Volumen: 7, Número: 2, abril de 1987). ^{[ 6 ]}
  • Se publicaron las especificaciones de ITRON1.

• 1989: Se publicaron las especificaciones de ITRON2, la versión 2 de ITRON, y de μITRON2, un subconjunto de ITRON2.
  • ITRON2 se lanzó en dos versiones: ITRON, diseñada para sistemas de 32 bits a gran escala, y μITRON, una especificación de subconjunto para microprocesadores de un solo chip de 8 a 16 bits a pequeña escala. No existe una versión 1 de μITRON; la primera versión es μITRON2. De estas, μITRON2 se utilizó en una amplia gama de aplicaciones, incluyendo casi todos los principales microcontroladores para sistemas embebidos, debido a su compatibilidad con microcontroladores de muy bajo rendimiento; μITRON se adoptó para sistemas de 32 bits a gran escala, y la especificación μITRON3 se desarrolló para que pudiera manejar sistemas de 8 a 32 bits.

• 1993: Se publicó la especificación μITRON3.0.
  • μITRON3 abarca desde sistemas pequeños hasta grandes con una única especificación, dividiendo las llamadas al sistema en diferentes niveles. Define funciones que son prácticamente equivalentes al conjunto completo de ITRON2.

• Hacia 1996: Comenzó la segunda fase del subproyecto ITRON.
  • A medida que los sistemas embebidos crecían rápidamente en tamaño y complejidad, surgió una creciente demanda de mayor portabilidad de las aplicaciones. Con la mejora del rendimiento de los sistemas embebidos, se añadieron las funciones que no se habían incluido en las especificaciones de ITRON en aquel momento debido a su elevado coste computacional. Según la encuesta de la Asociación TRON descrita en la especificación μITRON4, en aquel entonces, las principales preocupaciones no radicaban tanto en que "el sistema operativo consumiera demasiados recursos", sino más bien en que "los ingenieros no podían utilizarlo correctamente" y "las diferencias en las especificaciones eran demasiado grandes, lo que dificultaba el cambio".

• 1999: Se publicó la especificación μITRON4.
  • El sistema operativo original de la especificación ITRON se basaba en la idea de una "estandarización débil" para poder utilizarse con procesadores de bajo rendimiento. Sin embargo, a medida que aumentó el uso de middleware en ITRON, surgió la necesidad de una "estandarización fuerte" para mejorar la portabilidad del software, por lo que se mejoró la compatibilidad y la rigurosidad de las especificaciones.

• 2000: Se inició el proyecto T-Engine.
  • El proyecto T-Kernel se inició para promover la estandarización de ITRON y crear un sistema operativo en tiempo real (RTOS) de próxima generación, T-Kernel, con una "estandarización más sólida" mediante la creación de una implementación de código fuente único y su publicación.
• 2010: La Asociación TRON, que promovía el Proyecto TRON mediante la publicación de documentos de especificaciones, la celebración de seminarios técnicos, etc., pasó a formar parte del Foro T-Engine.
• 2015: El foro T-Engine cambió su nombre a TRON Forum.
• 2017: El 10 de noviembre de 2017, el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos adquirió la copropiedad de los derechos de autor de la especificación de μ T-Kernel (léase micro T-Kernel) del Foro TRON. ^{[ 7 ]} uT-Kernel es el sucesor lógico del sistema operativo de especificación ITRON. Los derechos de autor de la especificación μT-Kernel ahora pertenecen conjuntamente a ambas partes. Esto se hizo para facilitar la creación del estándar IEEE 2050-2018, estándar IEEE para un sistema operativo en tiempo real (RTOS) para sistemas embebidos de pequeña escala basado en la especificación μT-Kernel.
• 2023: IEEE reconoció los RTOS propuestos, creados y lanzados por el Proyecto TRON como un Hito de IEEE al referirse a ellos como "Familia de Sistemas Operativos en Tiempo Real TRON, 1984", y se instaló una placa certificada en el campus de la Universidad de Tokio, donde el líder del Proyecto TRON, Ken Sakamura, trabajó como asistente de investigación en 1984. ^{[ 8 ]}

La versión más reciente de la especificación μITRON, a fecha de 2016, es μITRON4, publicada en 1999, y la última versión de μITRON4 es la 4.03.03, publicada en diciembre de 2006. La especificación indica que el plan es diseñar especificaciones que permitan una transición fluida de μITRON a T-Kernel en el futuro. (La especificación en inglés está disponible: μITRON 4.0 Specification Ver. 4.03.00 ).

Sakamura afirma que μITRON ya era una "tecnología madura" en el año 2000. Desde la perspectiva de que, en la era de la computación ubicua, se debería dedicar más esfuerzo al proyecto T-Kernel que al proyecto ITRON, se ha proporcionado μT-Kernel para sistemas de pequeña escala, para los que tradicionalmente se utilizaba μITRON, y también se ha proporcionado μT-Kernel 2.0 para la era del IoT.

El núcleo T se utiliza principalmente en sistemas embebidos que requieren un procesamiento avanzado de la información, pero μITRON todavía se utiliza en sistemas que no requieren dicho procesamiento avanzado.

Hay diseños exitosos como el Toyota PRADO (2005), que utiliza μITRON para su sistema de control del motor, los cuales se enumeran en la página del 30.º aniversario del Proyecto TRON. ^{[ 9 ]} Otros diseños exitosos que llegaron después de esa fecha incluyen Nintendo Switch, una consola de juegos que utiliza FreeBSD como sistema operativo principal de la unidad principal y μITRON4.0 para el control de comunicación inalámbrica del controlador (Joy-Con) (2017). ^{[ 10 ]}

Sin embargo, cabe señalar que, durante el tiempo en que se distribuyó el sistema operativo con especificaciones ITRON, el Proyecto TRON no solicitó a los usuarios que mencionaran su uso en el manual o en el propio producto, por lo que no existe un recuento exacto de los diseños aprobados.

μITRON se utiliza como sistema operativo en el ámbito invisible de dispositivos como equipos de oficina, electrodomésticos y mandos a distancia de consolas de videojuegos.

También se utiliza en dispositivos avanzados como servidores de grabación de TV y automóviles, y bajo el sistema operativo avanzado que controla todo el sistema, se instalan múltiples MCU y múltiples sistemas operativos para controlarlos. Incluso si el sistema operativo principal utiliza Linux embebido o Windows embebido, μITRON se ejecuta en el área invisible, como el MCU para escribir medios en servidores de grabación o el MCU para controlar el motor de los automóviles. Nintendo Switch, una consola de videojuegos lanzada por Nintendo en 2017, utiliza un sistema operativo personalizado como su sistema operativo principal, pero utiliza un RTOS de eSOL que cumple con la especificación μITRON4.0 para controlar la comunicación de campo cercano (NFC) del controlador (Joy-Con). ^{[ 10 ]} Nintendo Switch utiliza una variedad de plataformas, incluyendo sistemas operativos TRON, como "PrFILE2 exFAT" para el sistema de archivos de su unidad principal, que forma parte de la plataforma "eCROS" basada en T-Kernel de eSOL Co., Ltd., y "Libnfc-nci" como pila de comunicación para manejar NFC, que forma parte de la plataforma Android. Además de las consolas de juegos de Nintendo, dispositivos avanzados como automóviles y teléfonos inteligentes están equipados con múltiples sistemas operativos, incluyendo sistemas operativos en tiempo real (RTOS), además del sistema operativo principal.

Como un sistema operativo con una interfaz gráfica de usuario (GUI) más cercana al consumidor promedio, μITRON fue ampliamente utilizado como sistema operativo para los teléfonos móviles de alta funcionalidad que se popularizaron en Japón a principios y finales de la década de 2000. Los fabricantes de microprocesadores que suministran procesadores a los fabricantes de teléfonos móviles, como el SH-Mobile3, lanzado por Renesas en 2004 y utilizado como CPU principal en muchos de los teléfonos móviles de alta funcionalidad lanzados en Japón a mediados de la década de 2000, proporcionaron sistemas operativos con especificación ITRON como parte de sus plataformas. El sistema operativo con especificación ITRON no estaba bien estandarizado, y cada empresa personalizaba el software para cada teléfono móvil, lo que provocaba que el software se expandiera, y la personalización del sistema operativo se convirtió en un problema para los teléfonos móviles del sistema de comunicación móvil de tercera generación (3G). ^{[ 11 ]} En 2003, NTT DoCoMo anunció que recomendaría Symbian OS y Linux como sistemas operativos para su servicio 3G FOMA. Así, a partir de 2005 aproximadamente, los teléfonos móviles "Galapagos" también comenzaron a utilizar sistemas operativos de propósito general como Linux en lugar de sistemas operativos en tiempo real como ITRON.

Aunque μITRON ya no se utilice como sistema operativo principal para teléfonos móviles, es posible que siga funcionando en microprocesadores para el control de cámaras, etc. Por ejemplo, el LSI de procesamiento de imágenes "Milbeaut Mobile", lanzado por Fujitsu en 2003 y utilizado en muchos de los teléfonos móviles de alta gama con cámara que se popularizaron en Japón a principios de la década de 2000, utilizaba μITRON como sistema operativo. ^{[ 12 ]} La serie Milbeaut todavía se comercializa en la década de 2010 como un LSI de procesamiento de imágenes para cámaras de salpicadero, drones, cámaras de vigilancia, etc.

En los dispositivos multimedia de la década de 1990 hasta principios de la década de 2000, para lograr funciones avanzadas como maximizar el rendimiento de procesadores de bajo rendimiento y controlar el procesamiento de video y la comunicación de red en tiempo real y en paralelo, era necesario utilizar un RTOS como ITRON. Sin embargo, por otro lado, la carga para los ingenieros era muy grande, y desde la década de 2010, cuando el rendimiento de los microprocesadores ha mejorado considerablemente, no se recomienda utilizar un RTOS para controlar dispositivos de tan alta funcionalidad. Básicamente, se utiliza Linux embebido como Android, y solo las partes que requieren rendimiento en tiempo real utilizan un RTOS. Debido a que la especificación del sistema operativo ITRON no está bien estandarizada, el Foro TRON recomienda T-Kernel como RTOS para sistemas embebidos de alta funcionalidad. En los dispositivos embebidos para el consumidor general a principios de la década de 2000, la serie Colorio, la impresora de Seiko Epson, adoptó "eCROS", una plataforma de software basada en T-Kernel de eSOL en 2008. ^{[ 13 ]}

La popularidad de ITRON se debe a muchos factores, pero uno de ellos es el concepto de "estandarización flexible": la especificación de la API se encuentra a nivel de código fuente y no especifica la compatibilidad binaria de la API. Esto permite a los desarrolladores aprovechar las características del modelo de CPU específico al que se dirige la implementación. El desarrollador incluso tiene la libertad de elegir si pasar los parámetros mediante un paquete consolidado o parámetros separados a la API (llamada al sistema, llamada a la biblioteca, etc.). Esta libertad es importante para aprovechar al máximo las CPU de 8 o 16 bits, que no son tan potentes. Esto hace imposible mantener la compatibilidad binaria entre diferentes implementaciones. Esto llevó al desarrollo de T-Kernel en la década de 2000 para promover la compatibilidad binaria en la distribución de middleware. T-Kernel se refiere tanto a la especificación como a la implementación única basada en el código fuente autorizado disponible gratuitamente en el Foro TRON (anteriormente Foro T-Engine) bajo la Licencia T. Por lo tanto, T-Kernel no sufre de la incompatibilidad binaria de la API.

La especificación ITRON fue promovida por varias empresas que comercializan sus implementaciones. También existía una organización sin fines de lucro, la Asociación TRON ^{[ 14 ]} , que promovía la especificación publicándola, así como otros sistemas operativos basados ​​en la especificación TRON. Sin embargo, desde el primer trimestre de 2010, la Asociación TRON pasó a formar parte del Foro T-Engine ^{[ 15 ]} , otra organización sin fines de lucro que promueve otros sistemas operativos, como el RTOS de próxima generación, T-Kernel . A su vez, el Foro T-Engine cambió su nombre a Foro TRON en 2015.

JTRON ( Java TRON ) es un subproyecto de ITRON que le permite utilizar la plataforma Java .

• Expeed – Nikon
• Bionz – Sony
• CxProcess – Konica Minolta

• Sitio web oficial de TRON
• Foro de Tron en GitHub
• Laboratorio del Dr. Ken Sakamura. Archivado el 13 de junio de 2021 en Wayback Machine.
• Archivo del proyecto ITRON
• La feria TRON, una muestra de tecnología, se celebra anualmente en inglés.
• El sistema operativo más popular del mundo