在现代嵌入式系统中，仅仅提供实时输出是不够的。许多应用程序需要根据使用情况进行定制和特定条件。这就是第五代实时操作系统PX5实时操作系统进入画面。

与嵌入式Linux所需的内存和处理相比，例如，最新发布的PX5 RTOS使开发人员能够有效地管理多线程应用程序的实时调度，同时提高这些嵌入式设备的质量、安全性和安全性。特别是，它的小尺寸和高性能使其成为受约束设备的合适解决方案。

PX5 RTOS:背景

PX5 RTOS由Bill Lamie创建，是一种快速高效的实时操作系统。Lamie有着良好的业绩记录，还创建了其他RTOS，如Nucleus RTX、Nucleus PLUS和ThreadX。PX5RTOS的特点是业界标准POSIX线程的本机实现，也称为pthreads。它提供了嵌入式Linux中常见的pthread API支持，但大多数RTOS中都缺少这种支持。事实上，术语PX5是一个缩写，其中“P”代表POSIX pthreads，“X”代表线程切换，“5”代表第五代RTOS。

POSIX线程是API中用于多线程的标准，在开发人员中广受欢迎。它可以用C或C++编写。POSIX线程库能够更快地执行软件，这是它在RTOS中实现的最重要原因。它还简化了PX5 RTOS应用程序，使其易于移植到任何POSIX pthread实现，例如在Linux甚至其他RTOS中。

POSIX Multithread - PX5 article
图1:POSIX多线程（图片：Saumitra Jagdale）

为什么PX5 RTOS优于嵌入式Linux？

尽管嵌入式Linux是最受欢迎和广泛使用的嵌入式操作系统平台之一，但它并不适用于所有嵌入式应用程序。它是内存和处理密集型的，因此不能在资源受限的设备中使用。大多数实时性极强的嵌入式应用程序都具有高要求的中断响应、上下文切换和服务开销。此外，嵌入式Linux具有大的内存占用空间和复杂的结构，这进一步需要额外的CPU处理能力。

另一方面，PX5 RTOS使用嵌入式Linux中相同的API，但它是为适应资源约束设备而设计的。它需要小于1KB的最小操作。除了体积小之外，它还具有超高性能，据说这使它更加高效、可靠，非常适合苛刻的实时需求。

PX5 RTOS的特点

支持生态系统

随着每秒生成的数据量的增加，物联网工作负载大幅增加，为了应对这种情况，需要一个强大的操作系统。

PX5 RTOS有一个新兴的生态系统来满足各种需求。为了解决物联网安全问题，Cypherbridge Systems宣布了两种PX5 RTOS解决方案，即SDKPac和uLoadXL，为客户提供构建安全连接软件的能力。SDKPac为包括工业控制、医疗设备、能源和运输在内的广泛应用提供了全面的基于标准的安全通信协议和可互操作的软件库。uLoadXL安全引导和软件更新SDK为基于PX5 RTOS的系统应用程序的信任、身份验证和完整性检查奠定了物联网平台的基础。托管软件更新通过空中传送（OTA）进行安全分发，并安装在目标产品上。

对于蓝牙和Wi-Fi等连接协议，Clarinox Technologies宣布将其ClarinoxBlue蓝牙和ClarinoxWiFi协议栈软件与PX5 RTOS结合使用。该软件使开发人员能够轻松地与其他设备、传感器和网络连接和通信，为其嵌入式系统的创新提供了新的机会。

Clarinox Technologies首席执行官Trish Messiter在宣布支持PX5时表示， “随着物联网工作负载达到前所未有的水平，我们与PX5的集成确保了制造商为稳定、高效和易于部署的连接奠定了坚实的基础。我们经过充分验证的ClarinoxBlue和ClarinoxWiFi协议栈软件旨在简化产品开发，现在支持PX5 RTOS，帮助嵌入式开发人员启动新的开发egacy设备，为制造商扩大和扩展其产品线开辟了新的可能性。”

行业面临的另一个重要问题与软件性能有关。该行业需要安全的平台来构建和调试从源代码到固件的整个应用程序。除此之外，还需要在短时间内开发和部署应用程序，以提高质量。开发人员应该能够测试和分析软件的质量。

因此，IAR Systems还宣布，其IAR Embedded Workbench for Arm完全支持PX5 RTOS。IAR Systems首席技术官Anders Holmberg表示，“我们很高兴能从一开始就支持这一新产品。PX5 RTOS具有高度可靠性和确定性，适合一些内存最受限的设备。与我们的工具套件相结合，它使开发人员能够在最短的时间内实现新的应用程序，同时提高嵌入式设备的质量、安全性和安全性。”

IAR Embedded Workbench是一个完整的开发工具链，具有高度优化的编译器和高级调试功能。PX5 RTOS的最小占地面积约为1KB，可根据应用程序自动调整大小，因此，公司可以通过使用更小的设备或在现有平台上添加更多差异化功能来减少BOM（物料清单）。PX5 RTOS无论系统负载如何都是确定性的，而IAR的代码分析工具C-STAT和C-RUN旨在为高代码质量提供可靠的测试代码基础。

Percepio还支持PX5 RTOS及其工具Tracealyzer，以监控嵌入式系统上的软件性能。它使开发人员能够捕获持续数小时甚至数天的软件痕迹。这有助于开发人员准确地了解系统崩溃前会发生什么。开发人员还可以利用这种可视化深入研究固件，从而增强和优化其操作。

PX5总裁Bill Lamie评论了与Percepio的合作，“如果你看不到问题，就很难纠正。有了Tracealyzer，开发人员可以准确地看到系统崩溃前发生的事情。开发人员还可以利用这种可视化来更好地理解固件，这使其更容易增强和优化其操作。”Johan Kraft，Percepio创始人兼首席技术官补充道：“pThreads是嵌入式实时工程师的一个宝贵工具，与PX5中的其他功能相结合，将增强Tracealyzer监控物联网各种嵌入式系统上运行的软件性能的能力。”

Tracealyzer 4.6中的跟踪记录器设计为易于移植到PX5等平台，以提供对部署的物联网系统的有效监控和对多核系统的跟踪。它允许开发人员捕获跨越数小时甚至数天的长软件跟踪，例如用于老化测试或分析，或者在查找罕见错误时。

Saumitra Jagdale

Saumitra Jagdale公司是云服务和软件开发商，也是打开Cloudware，以及AspenCore Media的技术作者和作者。他拥有印度孟买大学的电气、电子和通信工程学位，是一名后端开发人员、自由技术作者、全球人工智能大使（SwissCognitive）、Python项目开源贡献者和印度Tensorflow社区的领导者。