stm32物联网程序设计（AzureRTOS联手STM32Cube为物联网发展提速）

stm32物联网程序设计（AzureRTOS联手STM32Cube为物联网发展提速）2019年微软收购了Express Logic，这是物联网RTOS领域的领导者，以及由微控制器驱动的边缘设备。通过这次收购，Express Logic的ThreadX RTOS与Azure物联网云服务的其他方面整合在一起，形成了Azure RTOS。RTOS系统并不是一个新概念，但正在不断发展。该领域的其他品牌包括Wind River VxWorks、Blackberry QNX和开源的Amazon FreeRTOS。RTOS实时操作系统与一般的操作系统相比，最大的特色就是"实时性"，如果有一个任务需要执行，实时操作系统会马上（在较短时间内）执行该任务，不会有较长的延时。这种特性保证了各个任务的及时执行。经常跟实时操作系统一起讲的，还有嵌入式操作系统这个概念，但实际上这是完全不同的两种东西，虽然大多数实时操作系统都是嵌入式操作系统，但嵌入式操作系统并不全都是实时的。对于实时

据国际数据公司(IDC)预测，到2025年，联网物联网设备的数量将达到416亿，因为更多的行业组织意识到了数字设备产生的数据的价值。当大多数人想到物联网设备时，通常会想到智能家居技术中使用的连接传感器或摄像头。这些设备通常运行在基本的中央处理器或其他操作系统上。然而，并不是所有的物联网设备都有真正的CPU，而是依赖于微控制器。

由微控制器运行的设备通常比较旧，比如烟雾探测器，没有直接连接到云的功能。这种合作关系有助于将这些基本的物联网设备安全地连接到云上，并为更高级的应用铺平道路。

近日，微软和ST最近宣布了围绕Azure RTOS及其大部分组件的关键合作，这将成为STM32Cube生态系统的重要组成部分，STM32Cube是用来促进开发的工具集和软件单元。简单地说，微软与ST合作，可确保他们的操作软件能够有效地利用STM32微控制器，而ST目标是让开发人员能够快速地享受操作系统及其许多中间件和堆栈。STM32仍将是一个对所有RTOS开放的平台，这意味着用户希望使用FreeRTOS、Zephyr、Mbed或任何其他用于嵌入式系统的操作系统仍然可以这样做。然而，与微软合作的成果增强了ST当前的解决方案，提供了一套全面的特性，并允许团队快速满足某些行业认证。

RTOS将在物联网时代中站稳脚跟

RTOS实时操作系统与一般的操作系统相比，最大的特色就是"实时性"，如果有一个任务需要执行，实时操作系统会马上（在较短时间内）执行该任务，不会有较长的延时。这种特性保证了各个任务的及时执行。

经常跟实时操作系统一起讲的，还有嵌入式操作系统这个概念，但实际上这是完全不同的两种东西，虽然大多数实时操作系统都是嵌入式操作系统，但嵌入式操作系统并不全都是实时的。

对于实时操作系统有一些常见的误区，比如：速度快，吞吐量大，代码精简，代码规模小等等。其实这些都不算是实时操作系统的特性，别的操作系统也可以做到。

RTOS系统并不是一个新概念，但正在不断发展。该领域的其他品牌包括Wind River VxWorks、Blackberry QNX和开源的Amazon FreeRTOS。

2019年微软收购了Express Logic，这是物联网RTOS领域的领导者，以及由微控制器驱动的边缘设备。通过这次收购，Express Logic的ThreadX RTOS与Azure物联网云服务的其他方面整合在一起，形成了Azure RTOS。

STM32Cube

ST于2014年推出STM32Cube。它由软件库和开发工具组成，为设计人员提供了一个完整的工具箱，并从中参与项目开发的每个步骤。STM32Cube实用程序和软件包是免费使用，并且具有非常友好的业务许可证。大多数情况下，库都带有源代码，开发人员不仅可以看到我们如何实现某些功能，还可以在应用程序中重用它们，从而简化工作，减少上市时间。ST博客经常提到一些使用STM32Cube软件减轻嵌入式系统编程固有复杂性的案例，例如Nytec Inc.的Connected X.0或德国Autolabs和Chris。

在STM32上Azure RTOS会有什么样的体验?

Azure RTOS是唯一一款免费嵌入式系统操作系统，它提供了许多认证，包括安全认证(IEC 61508 SIL 4 ISO 26262 ASIL D IEC 62304 Medical Class C)和EAL4 ， FIPS 140-2。因此，希望进入工业、汽车或医疗市场的用户，可以利用ST合作伙伴计划的微软产品，从这些标准中获益，并为他们的客户提供更大保障。此外，ST还将与微软合作，确保Azure RTOS利用STM32 MCU中的关键IP，比如ST的硬件加密核心。因此，团队不仅能从满足严格安全标准的RTOS中获益，而且还能享受硬件优化，使他们能够更有效地保护他们的系统和用户。

另外，从概念验证到最终产品的转换可能是一项艰巨的任务。因此，为了缩短上市时间，所有的STM32 MCU都将获得免费的Azure RTOS评估和生产许可。开发人员将能够修改源代码并发布它。此外，ST还将以利用Azure RTOS中间件和栈的优势，更新或发布新的STM32Cube嵌入式软件包和工具。

Azure RTOS会给STM32Cube带来什么?

在Azure RTOS的核心， ThreadX RTOS具有强大的调度功能和其他功能。微软解释了传统上RTOS是如何允许任何具有较高优先级的线程抢占，也就是接管当前正在运行的具有较低优先级的线程。ThreadX提供了更多的粒度，允许开发人员通过设置阈值来防止抢占和减少上下文切换，从而极大地优化性能。类似地，它还提供了事件链接，在事件发生时支持特定的操作。因此，等待事件的线程可以自动启动，从而促进开发并减少所需的资源。

提供Azure RTOS作为STM32Cube中间件之一，意味着用户将更容易从Azure RTOS中获益，同时仍然享受ST开发平台所提供的最好的服务。例如，Azure RTOS还附带了FileX，这是一种文件系统，提供NAND和NOR闪存上的高级特性，如容错或磨损平衡。NetX和NetX Duo是网络堆栈，提供TCP/IP、IPv4和IPv6，以及许多在物联网中使用的高级协议，如MQTT或COAP。还有一种USBX，方便将USB接口作为主机或设备使用。

哪些没有改变?

由于ST的TouchGFX框架，使得嵌入式GUI更容易访问，所以ST不会使用Azure RTOS的GUIX组件。同样，ST将继续支持、使用和开发新的STM32CubeMonitor，而不是使用微软的TraceX。因此，这种协作对工程师和行业领导者非常有益，他们可以在不失去他们所依赖的工具和环境的情况下获得更多的特性。

延伸阅读——Azure RTOS：深受半导体厂商喜爱

1.瑞萨

Azure RTOS(以前称为ThreadX RTOS)是全球基于MCU的设备中部署最广泛的RTOS之一，很多半导体企业都与之有合作。

瑞萨广泛的安全嵌入式设计经验将与瑞萨微控制器(MCU)和微处理器(MPU)产品组合中对Microsoft Azure RTOS的轻松无缝的即开即用支持相结合。瑞萨电子公司( Renesas Electronics Corporation)报告称，它能够为IoT开发人员简化从设备到云的体验。这项合作将帮助基于瑞萨的智能和安全设备以及Microsoft Azure IoT构建模块(包括Azure RTOS，用于C的Azure IoT设备SDK，IoT即插即用，IoT)提供完整的芯片到云的物联网(IoT)解决方案中央和物联网中心。

目前已与瑞萨电子协同软件包(SSP)集成在一起。这项新的工作将Azure RTOS扩展到更广泛的瑞萨MCU(RA和RX)和MPU(RZ / A)产品线，从现成的集成到新的瑞萨RA灵活软件包(FSP)开始。

2.NXP

NXP半导体公司与微软合作，将微软的Azure实时操作系统(RTOS)应用到更广泛的EdgeVerse处理解决方案中。这次合作将允许NXP的开发者社区使用MCUXpresso工具和软件访问Azure RTOS功能。

Azure RTOS支持目前可用于许多NXP的32位LPC和i。MX RT跨界微控制器(MCUs)，但根据发布的声明，该声明扩展了MCUXpresso软件开发工具包(SDK)的可用性。

NXP之前在RTOS和内核中都使用了FreeRTOS，为中间件引入了几个不同的开源应用程序和伙伴关系。但是有了Azure RTOS，用户就有了一个完全集成的中间件、用于文件管理、图形用户界面、安全、网络和有线连接的工具。

可以说，Azure RTOS集成将有助于简化开发周期，帮助团队选择合适的处理器、部署安全的智能边缘设备、构建局域网并连接到云——所有这些都将为工业物联网(IoT)产品提供更快的上市时间。