TRON、ITRON与T-Engine

       在介绍TOPPERS之前,这里首先介绍一下TOPPERS的前身TRON与ITRON,以方便了解其发展脉络。

TRON与ITRON

   TRON东京大学坂村健教授于1984年发起,宗旨是为全社会的需要开发一套理想的计算机结构和网络。ITRON为TRON诸多子项目之一,也是最成功的一个。ITRON规范(后更名为µITRON规范)为一系列关于实时操作系统的功能规范,而不是一个具体的实时操作系统实现,迄今共发布 4 个版本,最新版本为 1999 年发布的µITRON4.0。


TRON、ITRON与T-Engine_第1张图片


    如上图所示,ITRON规范详细定义一个实时操作系统所应具备的功能、数据结构、错误代码、API和系统状态等,并且划分成不同规模的功能集,以满足不同嵌入式应用的需求,具体实现则留给设计者。任何组织或者个人都可以按照ITRON规范开发自己的实时操作系统


ITRON规范的开放性和弱标准性使其取得了巨大的成功在日本已经成为事实上的工业标准,而且是在世界范围内与OSEK/AUTOSARPOSIX齐名的三大实时操作系统规范之一另外由于早期的实时操作系统,如VxWorkspSOS等主要用于军工和航天等高端嵌入式系统,而ITRON主要定位于以家电为代表的低端嵌入式系统,合适的环境以及没有强劲的竞争对手,也是ITRON成功的理由之一。

    但成也萧何,败也萧何(个人意见)也正是因为ITRON规范的弱标准性,符合ITRON规范的实时操作系统版本林立,彼此之间却不能完全兼容,带来了过剩的多样性(diversity),造成过多重复开发另外,随着嵌入式系统越发复杂除了实时内核嵌入系统软件中间件如文件系统、网络协议栈、设备驱动框架等也越发重要而在这些方面,ITRON规范是比较薄弱的。


为了解决上述问题,适应未来嵌入式系统发展趋势进入新世纪后ITRON的展在两个方向上继续进行,一个是由坂村健教授领导的T-Engine,另一个便是由高田广章教授领导的TOPPERS。(坂村健教授是高田广章教授的导师,名师出高徒)


T-Engine

TRON、ITRON与T-Engine_第2张图片

T-Engine是指能够在短时间内高效开发嵌入式实时系统的标准平台。如上图所示,T-Engine相对于ITRON的不同之处在于,在硬件层上增加了用于原型开发用的嵌入式硬件规范T-Engine,对硬件的外形尺寸、CPU类型、存储和外设都做了相应的规定;在内核层和硬件层之间增加了新的监视器层规范,称之为T-Monitor,其功能类似于PC上的BIOS(Basic Input Output System),主要用于初始化硬件和引导系统,同时可以提供简单的调试功能;在内核层上,继承并强化原有的µITRON规范,具体实现了一个标准的实时内核T-Kernel,并增加了T-Kernel/System Manager用以实现内存管理、I/O管理、设备管理等功能,增加了T-Kernel/Debugger Support用以实现内核内部状态查询和内核运行追踪等功能;在中间层了进一步规范了各子系统(如文件系统、TCP/IP协议栈等)和设备驱动的规范,称之为T-Format。


最初的标准T-Engine和T-Kernel主要是面向处理器为32位并带有内存管理单元(Memory Managemet Unit, MMU)的嵌入式系统,而后有逐渐发展出针对更小规模嵌入式系统的µT-Engine/µT-Kernel,nT-Engine/nT-Kernel和pT-Engine/pT-Kernel,以及面向多核处理器的T-Kernel/SMP和T-Kernel/AMP。

在运营维护上,T-Engine由专门的T-Engine论坛及各会员公司负责,所有成果都遵循T-License许可证。T-Engine论坛由坂村健教授于2002年发起,目前已经成为拥有众多公司会员的庞大组织。T-Engine充分吸取了ITRON弱标准化的经验教训,采用了强标准化的策略,T-Kernel的源代码由T-Engine论坛统一维护管理。



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