在现代嵌入式系统中，提供实时输出是不够的。许多应用程序需要根据用例进行定制和特定条件。这就是第五代实时操作系统PX5 RTOS的用武之地。

　　例如，与嵌入式 Linux 所需的内存和处理相比，新发布的 PX5 RTOS 使开发人员能够高效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、安全性和可靠性。特别是，其小尺寸和高性能使其成为受限设备的合适解决方案。

　　PX5 RTOS：背景

　　PX5 RTOS 由 Bill Lamie 创建，是一个快速发展且高效的实时操作系统。Lamie 拥有良好的业绩记录，还创建了其他 RTOS，例如 Nucleus RTX、Nucleus PLUS 和 ThreadX。PX5 RTOS 具有行业标准 POSIX 线程（也称为 pthread）的本机实现。它提供了嵌入式 Linux 中常见但大多数 RTOS 中缺少的 pthread API 支持。事实上，PX5这个术语是一个缩写，其中“P”代表POSIX pthreads，“X”代表线程切换，“5”代表第五代RTOS。

　　POSIX 线程是多线程 API 的标准，在开发人员中广泛流行。它可以用 C 或 C++ 编写。POSIX 线程库能够更快地执行软件，这是其在 RTOS 中实现的最重要原因。它还简化了 PX5 RTOS 应用程序，使它们可以轻松移植到任何 POSIX pthread 实现，例如 Linux 甚至其他 RTOS。

　　为什么选择 PX5 RTOS 而不是嵌入式 Linux？

　　尽管嵌入式Linux是最流行和最广泛使用的嵌入式操作系统平台之一，但它并不适合所有嵌入式应用。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。大多数实时性要求极高的嵌入式应用程序都对中断响应、上下文切换和服务开销要求很高。此外，嵌入式Linux内存占用大、结构复杂，进一步需要额外的CPU处理能力。

　　另一方面，PX5 RTOS 使用与嵌入式 Linux 中相同的 API，但专为适应资源受限的设备而设计。最少的操作需要不到 1KB 的空间。除了体积小之外，它还具有超高性能，据称这使其更加高效、可靠，非常适合苛刻的实时需求。

　　PX5 RTOS 的特点

　　快速且确定：PX5 RTOS 快速且高效。它可以在典型的 32 位微控制器上在不到一微秒的时间内执行大多数 API 调用和上下文切换。它也是确定性的，这意味着每个 API 和上下文切换所需的处理量是完全可预测的，并且不依赖于当前活动线程的数量。

　　体积小：PX5 RTOS 非常小，专为资源受限的嵌入式设备而设计。它需要不到 1KB 的闪存和 1KB 的 RAM，以实现微控制器上的最少操作。

　　易于使用：PX5 RTOS 旨在简化安装后的部署，只需几分钟即可完成。它具有最低限度的先决条件，因此人们可以轻松地开始构建他们的应用程序。除此之外，它还配备了高质量、完整的源代码，旨在易于理解。

　　安全保障：PX5 RTOS 提供了一种称为指针/数据验证 (PDV) 的技术，开发人员可以在运行时使用该技术来验证函数返回地址、函数指针、系统对象、全局数据、内存池、缓冲区以及验证堆栈。其整个代码库也经过严格测试（100% 语句和分支决策覆盖率）。

　　支持：PX5 RTOS 采用 ANSI C 编写，这使得它与任何具有 C 编译器支持的处理器架构高度兼容。因此，它支持大多数流行的嵌入式 MCU 和 MPU 架构。

　　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，为了应对这一问题，需要一个强大的操作系统。

　　PX5 RTOS 周围有一个新兴的生态系统，可以满足各种需求。为了解决物联网安全问题，Cypherbridge Systems 宣布推出两种适用于 PX5 RTOS 的解决方案，即 SDKPac 和 uLoadXL，为客户提供构建安全、互联软件的能力。SDKPac 提供全面的基于标准的安全通信协议和可互操作的软件库，适用于工业控制、医疗设备、能源和交通等广泛的应用。uLoadXL 安全启动和软件更新 SDK 锚定了物联网平台的信任根，对基于 PX5 RTOS 的系统应用程序进行身份验证和完整性检查。托管软件更新通过无线方式 (OTA) 安全地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 相结合。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，为嵌入式系统的创新提供新的机会。

　　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 的集成可确保制造商拥有稳定、高效且易于部署的强大连接基础。我们久经考验的 ClarinoxBlue 和 ClarinoxWiFi 协议栈软件旨在简化产品开发，现在支持 PX5 RTOS，可帮助嵌入式开发人员启动新开发、实现旧设备现代化，并为制造商扩展和扩展其产品线开辟新的可能性。 ”

　　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并提高质量。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，同时提高其嵌入式设备的质量、安全性和保障性。”

　　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。结合 PX5 RTOS 约 1KB 的最小占用空间（可根据应用程序自动缩放大小），公司可以通过使用更小的设备或向现有平台添加更多差异化功能来减少 BOM（物料清单）。无论系统负载如何，PX5 RTOS 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测试的代码基础。

　　Percepio 还通过其工具 Tracealyzer 支持 PX5 RTOS，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了解系统崩溃之前发生的情况。开发人员还可以利用这种可视化深入了解固件，从而增强和优化其操作。

　　PX5 总裁 Bill Lamie 在评价与 Percepio 的合作时表示：“如果您看不到问题，就很难纠正它。借助 Tracealyzer，开发人员可以准确了解系统崩溃之前发生的情况。开发人员还可以利用这种可视化来更好地理解固件，从而更轻松地增强和优化其操作。” Percepio 创始人兼首席技术官 Johan Kraft 补充道：“pThreads 对于嵌入式实时工程师来说是一个非常有价值的工具，与 PX5 中的其他功能相结合将增强 Tracealyzer 监控在各种嵌入式系统上运行的软件性能的能力整个物联网。”

　　Tracealyzer 4.6 中的跟踪记录器旨在轻松移植到 PX5 等平台，以提供对已部署的 IoT 系统的高效监控和对多核系统的跟踪。它允许开发人员捕获长时间的软件跟踪，跨越数小时甚至数天，例如用于老化测试或分析，或查找罕见错误。