Sistema operativo en tiempo real PX5

PX5 RTOS es un sistema operativo en tiempo real (RTOS ) diseñado para sistemas integrados . Se implementa utilizando el lenguaje de programación ANSI C. ^[1]

El PX5 RTOS, creado por William Lamie , es un sistema operativo en tiempo real (RTOS) integrado que se lanzó en enero de 2023. Lamie, quien también desarrolló otros RTOS como Nucleus RTX , Nucleus PLUS y ThreadX (adquirido por Microsoft ), ^{[2] [3]} actualmente se desempeña como presidente y director ejecutivo de PX5, una empresa de software integrado con sede en San Diego, California, Estados Unidos. ^{[4] [5]} Entre estos RTOS, aproximadamente 10 mil millones de dispositivos son operados por el ThreadX RTOS, ^[6] mientras que el Nucleus RTOS se utiliza en alrededor de 3 mil millones de dispositivos. ^[7]

El nombre PX5 es una abreviatura donde P representa subprocesos POSIX , X representa conmutación de subprocesos y 5 representa RTOS de quinta generación. Escrito en ANSI C , el RTOS PX5 es compatible con varias arquitecturas de unidades de microcontrolador (MCU) integradas y unidades de protección de memoria (MPU). Tiene requisitos de recursos mínimos, necesitando menos de 1 KB de FLASH y 1 KB de RAM para operaciones básicas en microcontroladores . ^[8]

Una de las características notables del RTOS PX5 es su compatibilidad nativa con subprocesos POSIX (pthreads), que es una API estándar de la industria que a menudo no está presente en muchas otras soluciones RTOS. Además, ofrece extensiones en tiempo real, como indicadores de eventos, colas rápidas, temporizadores de ticks y administración de memoria. ^[9]

El RTOS PX5 ejecuta la mayoría de las llamadas API y los cambios de contexto en menos de un microsegundo en microcontroladores de 32 bits típicos. También es determinista, lo que garantiza un procesamiento predecible para cada API y cambio de contexto independientemente de la cantidad de subprocesos activos. ^{[ cita requerida ]}

El RTOS PX5 incorpora tecnología de verificación de datos/puntero (PDV), que verifica direcciones de retorno de función, punteros de función, objetos del sistema, datos globales, grupos de memoria y más. ^{[10] [11]}

En noviembre de 2023, PX5 presentó PX5 NET, que agrega redes TCP/IP al RTOS PX5. Al igual que PX5 RTOS, PX5 NET tiene un tamaño mínimo pequeño (menos de 6 KB) y aprovecha PDV para la seguridad y protección en tiempo de ejecución. ^[12]

El RTOS PX5 es compatible con la mayoría de las arquitecturas de MCU y MPU integradas, incluidas las familias de arquitecturas Cortex-M, Cortex-R, Cortex-A y RISC-V de ARM. Es compatible con arquitecturas de 32 y 64 bits y ofrece compatibilidad con configuraciones de multiprocesamiento asimétrico (AMP) y multiprocesamiento simétrico (SMP). ^[13]

El RTOS PX5 utiliza un microkernel que mejora la seguridad del dispositivo al integrarse con la tecnología Arm TrustZone, diseñada específicamente para microcontroladores Cortex-M23 y Cortex-M33. Como RTOS de quinta generación, PX5 está diseñado para aplicaciones de nivel industrial, lo que permite la separación de funciones MCU seguras y no seguras a nivel de hardware. ^[14]

Para reforzar aún más las medidas de seguridad, el sistema operativo PX5 RTOS incorpora una tecnología llamada Pointer/Data Verification (PDV). Esta tecnología identifica y previene errores en los programas informáticos, incluidos los errores de búfer. Además, el sistema operativo está construido utilizando APIs pthreads POSIX estándar de la industria, lo que facilita el desarrollo de programas multiproceso en C/C++. Esto permite la ejecución de múltiples tareas simultáneamente en diferentes sistemas operativos. ^{[14] [15]}

Las API de subprocesos POSIX en PX5 RTOS ofrecen soporte para varios mecanismos, como señales, variables de condición, semáforos, mutex y colas de mensajes. Además, también se incluyen extensiones como indicadores de eventos, colas rápidas, temporizadores de ticks y administración de memoria. PX5 RTOS mantiene un tamaño reducido y exhibe una rápida escalabilidad. Su proceso de instalación implica un procedimiento de 3 pasos, con la ayuda de dos archivos fuente accesibles: px5.c y px5_binding.s. Además, el sistema operativo promueve automáticamente un archivo "principal" al primer subproceso del sistema. ^[14]

El sistema operativo en tiempo real PX5 admite memorias flash de solo lectura (ROM), que van desde un mínimo de 1 KB hasta un máximo de menos de 40 KB. La solución también garantiza la portabilidad mediante su compatibilidad con ANSI C portátil para la programación del sistema. Además, el sistema operativo en tiempo real PX5 ha sido verificado mediante análisis estático C-STAT y cumple con los estándares de cumplimiento de MISRA. ^[14]

En enero de 2023, PX5 y Clarinox unieron fuerzas para facilitar la conectividad inalámbrica en sistemas integrados con recursos limitados. ^{[10] [16]} Integraron el software de pila de protocolos ClarinoxBlue y ClarinoxWiFi con el RTOS PX5. ^[16]

El 25 de enero de 2023, Cypherbridge hizo un anuncio sobre la integración de su SDK Pac y el software IoT uLoadXL con PX5 RTOS. ^[10]

En marzo de 2023, Percepio AB firmó un acuerdo de asociación con PX5. PX5 integró el registrador de trazas Tracealyzer de Percepio y Percepio admitió el RTOS PX5 en una versión disponible comercialmente. ^[17]

• Núcleo RTOS
• Sistema operativo en tiempo real ThreadX de Microsoft Azure