ARM prezentuje jeden system, który połączy w inteligentną całość wszystkie proste urządzenia

Podczas tegorocznego ARM TechCon, odbywającego się wmiejscowości Santa Clara, pokazano nowy system operacyjny, który może okazać się przełomem dla konstruktorów małych,„inteligentnych” urządzeń – szczególnie jeśli sami sąmali, dopiero zaczynają na rynku. Brytyjczycy znaleźli sposób nato, by zatrzeć (przynajmniej z perspektywy programisty) różnicepomiędzy różnorodnymi układami SoC, tak by autorzy oprogramowanianie musieli zastanawiać się, czy mają do czynienia z czipamiQuallcoma, Marvella, Freescale, NXP czy Atmela.

Omawiane rozwiązanie składa się z dwóch warstw. Pierwsza tosystem operacyjny mbed OS. Zajmuje się on tym, czym systemoperacyjny zajmować się powinien – zarządzaniem sterownikami,procesami i pamięcią. Odpowiada za komunikację urządzenia zeświatem zewnętrznym i reakcje na otrzymywane sygnały. Dziękizestawowi dobrze udokumentowanych interfejsów programowania,deweloperzy mogą pisać kod uruchamiany bezpośrednio na jądrzembed OS-a, kontrolując w ten sposób działanie urządzeń.

Druga warstwa to mbed Device Server, uruchamiana na normalnychserwerach, czy to korzystających z procesorów x86 czy ARM. Warstwata pozwala na połączenie wysokopoziomowych aplikacji, np. serweraWWW z chmarą pojedynczych urządzeń o niewielkiej mocy i pamięci.Wystarczy podłączona do sieci bramka, w ostateczności może niąbyć zwykły smartfon z Bluetoothem czy Wi-Fi, by urządzenia temogły łączyć się z mbed Device Serverem. Oczywiście bardziejrozbudowane elementy Internetu Rzeczy (np. inteligentne samochody)nie potrzebowałyby pośrednika.

Na razie mbed OS adresowany jest do 32-bitowych procesorów zrodziny Cortex-M, od maleńkich M0 do imponującego M7, nadającegosię nawet do sterowania robotami kroczącymi czy bezzałogowymistatkami powietrznymi. Wiadomo, że nie ma nic wspólnego ani zistniejącymi już na rynku mikrokernelami, ani z wszechobecnymLinuksem. Nie powinno to nikogo dziwić – nam się tylko wydaje, żeLinux jest mały. ARM musi jednak przygotować system, który będziedziałał w urządzeniu z 16 KB RAM, 8 KB pamięci masowej,taktowanego zegarem 48 MHz. Nie jest to też typowy system czasurzeczywistego, nie ma tu wywłaszczania procesów na poziomie jądra,timerów czy przełączania kontekstów. mbed OS przez większośćczasu pozostaje całkowicie pasywny. Gdy otrzyma przerwanie zurządzenia peryferyjnego budzi się, obsługuje zdarzenie, decydującczy powiadomić oprogramowanie wyższego rzędu, a następniezasypia. Wszystko po to, by nie zużywać niepotrzebnie cennejenergii.

Choć sam system będzie własnościowy, darmowy dla programistówi na przystępnej licencji dla producentów sprzętu, to korzysta zsamych otwartych standardów. Komunikacja między urządzeniamiodbywać się będzie po CoAP, HTTP i MQTT, z wykorzystaniemszyfrowania TLS. Wspierane są standardy bezprzewodowe BluetoothSmart i połączenia 2G, 3G i 4G, a także wszystkie Wi-Fi i 6LoWPAN.

Z ujawnionych informacji wynika, że mbed Device Server i mbedOSpowstały na bazie kodu tworzonego przez 70 tys. członkówspołeczności mbed przynajmniej od 2009 roku. To oni zbudowalizestawy narzędzi i zasoby pozwalające na relatywnie łatwebudowanie firmware dla mikrokontrolerów w językach już nie wassemblerze, ale w C czy C++. Programiści konsorcjum zdołałali topowiązać ze sobą, popakować tak, by każdy, kto umie pisaćoprogramowanie, był w stanie tworzyć szybko prototypy działającena tych wszystkich maleństwach z wbudowanymi czipami w architekturzeARM.

Patrząc na listę partnerów, których ARM zdołał pozyskać doprojektu, można wierzyć w jego rynkowe powodzenie. Z jednej stronymamy tu największych producentów czipów, takich jak NXP, Marvell,FreeScale czy Atmel. Z drugiej mamy IBM, telekomunikacyjnychpotentatów takich jak Telenor, Telefonica, Ericsson czyAlcatel-Lucent, a nawet dostawców oprogramowania w chmurach, tj.Salesforce.com. Partnerzy otrzymają gotowe oprogramowanie mbed OS dokońca roku, zaś mbed Device Server jest już gotowy. Analitycyoceniają, że pierwsze urządzenia korzystające z tego systemupojawią się na rynku w 2015 roku.

Na koniec ciekawostka. Brytyjskie konsorcjum już się zresztąpochwaliło, że IBM wykorzysta mbed OS-a w swoim projekcieinteligentniejszych miast (SmarterCities) – koncepcji radykalnej przemiany przestrzeni miejskiejna miarę XXI wieku. W grę wchodzi więc rynek wart nie tylemiliardy, co biliony dolarów.

Więcej na temat przedsięwzięcia ARM znajdziecie na stroniembed.org.