入门基础Contiki OS与Instant Contiki

一、Contiki简介

Contiki是一个开源的、高度可移植的多任务操作系统，适用于联网嵌入式系统和无线传感器网络，由瑞典计算机科学学院（Swedish Institute of Computer Science）的Adam Dunkels和他的团队开发，已经应用在许多项目中。

Contiki支持IPv4/IPv6通信，提供了uIPv6协议栈、IPv4协议栈（uIP），支持TCP/UDP，还提供了线程、定时器、文件系统等功能。Contiki是采用 C 语言开发的非常小型的嵌入式操作系统，针对小内存微控制器设计，典型的Contiki配置只需要2KB的RAM和40KB的ROM。

Contiki具有以下特点：

低功率无线电通信

Contiki同时提供完整的IP网络和低功率无线电通信机制。对于无线传感器网络内部通信，Contiki使用低功率无线电网络栈Rime。Rime实现了许多传感器网络协议，从可靠数据采集、最大努力网络洪泛到多跳批量数据传输、数据传播。

网络交互

可以通过多种方式完成与使用Contiki的传感器网络的交互，如Web浏览器，基于文本的命令行接口，或者存储和显示传感器数据的专用软件等。基于文本的命令行接口是受到Unix命令行Shell的启发，并且为传感器网络的交互与感知提供了一些特殊的命令。

能量效率

为了延长传感器网络的生命周期，控制和减少传感器节点的功耗很重要。Contiki提供了一种基于软件的能量分析机制，记录每个传感器节点的能量消耗。

由于基于软件，这种机制不需要额外的硬件就能完成网络级别的能量分析。Contiki的能量分析机制既可用于评价传感器网络协议，也可用于估算传感器网络的生命周期。

节点存储：Coffee File System

Contiki提供的Coffee File System（CFS）是基于Flash的文件系统，可以在节点上存储数据。

编程模型

Contiki是采用C语言开发，包含一个事件驱动内核。应用程序可以在运行时被动态加载和卸载。在事件驱动内核之上，Contiki提供一种名为protothread的轻量级线程模型来实现线性的、类线程的编程风格。Contiki中的进程正是使用这种protothread。此外，Contiki还支持进程中的多线程、进程间的消息通信。Contiki提供三种内存管理方式：常规的malloc、内存块分配和托管内存分配器。

二、Contiki源代码结构 

Contiki是一个高度可移植的操作系统，它的设计就是为了获得良好的可移植性，因此源代码的组织很有特点。本文为大家简单介绍Contiki的源代码组织结构以及各部分代码的作用。

Contiki源文件目录可以在Contiki Studio安装目录中的workspace目录下找到。打开Contiki源文件目录，可以看到主要有apps、core、cpu、doc、examples、platform、tools等目录。下面将分别对各个目录进行介绍。

core

core目录下是Contiki的核心源代码，包括网络（net）、文件系统（cfs）、外部设备（dev）、链接库（lib）等等，并且包含了时钟、I/O、ELF装载器、网络驱动等的抽象。

cpu

cpu目录下是Contiki目前支持的微处理器，例如arm、avr、msp430等等。如果需要支持新的微处理器，可以在这里添加相应的源代码。

platform

platform目录下是Contiki支持的硬件平台，例如mx231cc、micaz、sky、win32等等。Contiki的平台移植主要在这个目录下完成。这一部分的代码与相应的硬件平台相关。

apps

apps目录下是一些应用程序，例如ftp、shell、webserver等等，在项目程序开发过程中可以直接使用。使用这些应用程序的方式为，在项目的Makefile中，定义APPS = [应用程序名称]。在以后的示例中会具体看到如何使用apps。

examples

examples目录下是针对不同平台的示例程序。Smeshlink的示例程序也在其中。

doc

doc目录是Contiki帮助文档目录，对Contiki应用程序开发很有参考价值。使用前需要先用Doxygen进行编译。

tools

tools目录下是开发过程中常用的一些工具，例如CFS相关的makefsdata、网络相关的tunslip、模拟器cooja和mspsim等等。

为了获得良好的可移植性，除了cpu和platform中的源代码与硬件平台相关以外，其他目录中的源代码都尽可能与硬件无关。编译时，根据指定的平台来链接对应的代码。

 

三、Instant contiki

Instant contiki 其实就是ubuntu，在ubuntu的基础上安装了Cooja和msp430的编译环境，Instant contiki是一个完善的开发环境，但是并没有安装SDCC，而CC2530正需要SDCC的支持才可以完成编译。（Instant Coniti2.7中已经安装好了SDCC，版本为8804）

本次使用Instant contiki 2.7（2.2GB）版本，所以不需要SDCC安装。

 

总结：Contiki是我们所要的应用于物联网嵌入式领域的系统，而Instant Contiki则是开发Contiki OS的工具。