フリーRTOS

フリーRTOS

開発者	アマゾンウェブサービス
書かれた	Ｃ
OSファミリー	リアルタイムオペレーティングシステム
作業状態	現在
ソースモデル	オープンソース
初回リリース	2003年; 21年前 （2003年）
最新リリース	11.1.0 [1] / 2024年4月22日; 7か月前 ( 2024-04-22 )
リポジトリ	github.com/FreeRTOS/FreeRTOS
マーケティングターゲット	組み込みシステム
利用可能	英語
プラットフォーム	ARM (ARM7、ARM9、Cortex-M3、-M4、-M7、-A、-R4 )、Atmel AVR、AVR32、HCS12、MicroBlaze、Cortus (APS1、APS3、APS3R、APS5、FPF3、FPS6、FPS8)、MSP430、PIC、Renesas H8/S、SuperH、RX、x86、8052 、 Coldfire 、 V850、78K0R 、 Fujitsu シリーズ MB91460、MB96340、Nios II、TMS570、RM4x、Espressif ESP32、RISC-V (例: SHAKTI )
カーネルタイプ	リアルタイム マイクロカーネル
ライセンス	マサチューセッツ工科大学[2]
公式サイト	フリートス

FreeRTOSは組み込み機器向けのリアルタイムオペレーティングシステム カーネル^{[3] [4] [5]}であり、40種類のマイクロコントローラプラットフォームに移植されています。MITライセンスに基づいて配布されています。

FreeRTOSカーネルは、もともと2003年頃にリチャード・バリー氏によって開発され、その後バリー氏の会社であるReal Time Engineers Ltd.によって開発および保守されました。2017年に、同社はFreeRTOSプロジェクトの管理をAmazon Web Services（AWS）に引き継ぎました。バリー氏はAWSチームの一員としてFreeRTOSの開発を続けています。^[6] Amazonの管理下への移行に伴い、プロジェクトのその後のリリースでもライセンスがGPLバージョン2（FreeRTOSカーネル自体の外部にあるプロプライエタリコードへの静的リンクは特別な例外あり）からMITに切り替わりました。^[7]

FreeRTOS は、小さくシンプルになるように設計されています。移植と保守を容易にするために、主にC プログラミング言語で記述されています。また、必要に応じて、主にアーキテクチャ固有のスケジューラ ルーチンで、 いくつかのアセンブリ言語関数も含まれています。

FreeRTOS は、複数のスレッドまたはタスク、ミューテックス、セマフォ、ソフトウェア タイマーのメソッドを提供します。低電力アプリケーション向けにティックレスモードが提供されています。スレッドの優先順位がサポートされています。FreeRTOS アプリケーションは静的に割り当てることができますが、オブジェクトは 5 つのメモリ管理(割り当て) スキームを使用して動的に割り当てることもできます。

• 割り当てのみ。
• 非常にシンプルで高速なアルゴリズムを使用して割り当てと解放を行います。
• メモリ統合による、より複雑だが高速な割り当ておよび解放アルゴリズム。
• ヒープを複数のメモリ領域に分割できるメモリ統合を含む、より複雑なスキームの代替手段です。
• C ライブラリは相互排他保護機能を備えて割り当てと解放を行います。

RTOS には通常、デバイス ドライバー、高度なメモリ管理、ユーザー アカウントなど、LinuxやMicrosoft Windowsなどのオペレーティング システムに搭載されている高度な機能はありません。コンパクトさと実行速度に重点が置かれています。FreeRTOS は、コマンド ライン インターフェイスと POSIX のような入出力(I/O) 抽象化が利用可能です が、オペレーティング システムというよりもスレッド ライブラリと考えることができます。

FreeRTOS は、ホスト プログラムが定期的に短い間隔でスレッド ティック メソッドを呼び出すことによって、複数のスレッドを実装します。スレッド ティック メソッドは、優先度とラウンドロビン スケジューリングスキームに応じてタスクを切り替えます。通常の間隔は、ハードウェア タイマーからの割り込みによる 1 ～ 10 ミリ秒 ( 1 ⁄ 1000～1 ⁄ 100秒) ですが、この間隔は特定のアプリケーションに合わせて変更されることがよくあります。

ソフトウェア配布には、すべてのポートとコンパイラー用に用意された構成とデモが含まれており、迅速なアプリケーション設計が可能です。プロジェクトの Web サイトでは、ドキュメント、RTOS チュートリアル、および RTOS 設計の詳細が提供されています。

• 書籍と参考マニュアル。
• メモリサイズが小さく、オーバーヘッドが低く、実行が高速です。
• 低電力アプリケーション向けのティックレス オプション。
• 趣味人および商用製品に取り組んでいるプロの開発者の両方を対象としています。
• スケジューラは、プリエンプティブ マルチタスクと協調マルチタスクの両方に設定できます。
• コルーチンのサポート (FreeRTOS のコルーチンは、コールスタックの使用が制限されたシンプルで軽量なタスクです)
• 汎用トレース マクロによるトレースのサポート。FreeRTOS パートナー Percepio の商用ツールである Tracealyzer などのツールを使用すると、デバッグや検証のために FreeRTOS ベースのシステムの実行時の動作を記録して視覚化できます。これには、タスクのスケジュール設定や、セマフォおよびキュー操作のカーネル呼び出しが含まれます。

Amazonは、現在では廃止されているFreeRTOSの拡張機能を提供しています。これは、モノのインターネット（IoT）サポート用のライブラリを備えたFreeRTOSであり、特にAmazon Web Services向けです。2017年のバージョン10.0.0以降、Amazonは元のカーネルの更新を含むFreeRTOSコードの管理を引き継いでいます。^{[9] [10] [11]}

SAFERTOS は、FreeRTOS の補完バージョンとして開発されました。共通機能を持ちながら、安全性が重要な実装向けに設計されています。FreeRTOS は、ハザードおよび運用性調査(HAZOP) の対象となり、弱点が特定され、解決されました。その結果は、ソフトウェアのみのコンポーネントの最高レベルであるIEC 61508 SIL 3 開発ライフサイクル 全体に渡って適用されました。

SAFERTOSは、Wittenstein High Integrity Systemsが、FreeRTOSプロジェクトの主要開発者^{[3]であるReal Time Engineers Ltdと提携して開発しました。 [12]} SAFERTOSとFreeRTOSはどちらも同じスケジューリングアルゴリズムを共有し、同様のアプリケーションプログラミングインターフェイス（API）を持ち、その他非常に似ていますが^[13]、異なる目的で開発されました。^{[14] SAFERTOSは、IEC61508の認証要件を満たすために}C言語のみで開発されました。^[15]

SAFERTOS は、標準準拠のため、マイクロコントローラのオンチップ読み取り専用メモリ(ROM) にのみ常駐できます。 ^[16]ハードウェア メモリに実装されている場合、SAFERTOS コードは、元の認定された構成でのみ使用できます。つまり、システムを認定するために、設計のカーネル部分を再テストする必要はありません。^{[17] SAFERTOS は、Texas Instruments の一部 Stellaris マイクロコントローラ[18]}の ROM に含まれています。SAFERTOS ソース コードを別途購入する必要はありません。この使用シナリオでは、C ヘッダー ファイルを使用して、SAFERTOS API 関数を読み取り専用メモリ内の場所にマッピングします。

OPENRTOSは、Wittenstein High Integrity Systemsが販売するAmazon FreeRTOSの商用ライセンス版です。この製品はサポートを提供し、企業がa:FreeRTOS MITライセンスなしでAmazon FreeRTOSカーネルとライブラリを使用できるようにします。^{[19] [20]}

• 組み込みオペレーティングシステム

Wikimedia Commons にはFreeRTOSに関連するメディアがあります。

• 公式サイト