Real-time Edge Software是恩智浦提供的針對工業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的一套軟件集，面對工業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)垂直領(lǐng)域的具體需求，提供了針對性的實時系統(tǒng)、異構(gòu)多核架構(gòu)、異構(gòu)多個SoC架構(gòu)和工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的支持。

目前全新的Real-time Edge v3.2版本已經(jīng)上線，歡迎大家上手體驗！

下載Real-time Edge v3.2

圖1：Real-time Edge Software框圖

什么是Real-time Edge軟件？

Real-time Edge提供了多種實時操作系統(tǒng)，包括PREEMPT_RT Linux，Cortex-A核和Cortex-M核的RTOS，Cortex-A上基于Jailhouse運行的RTOS，以及Baremetal。RTOS支持FreeRTOS和Zephyr。不同的實時操作系統(tǒng)提供了不同調(diào)度延遲的方案。用戶可以根據(jù)應(yīng)用場景，選擇合適的實時系統(tǒng)或者他們的組合來支持多種實時任務(wù)。

圖2：Real-time System應(yīng)用圖

恩智浦專家解讀Real-Time Edge軟件，請點擊以下視頻觀看。

當(dāng)多個系統(tǒng)和任務(wù)跑在多個核上時，用戶會遇到一些難題，比如Cortex-A核之間以及Cortex-A核和Cortex-M核之間的通信問題、硬件資源共享問題、硬件資源分配問題，以及系統(tǒng)和任務(wù)的生命周期管理等問題。Real-time Edge提供了Heterogeneous Multicore Framework來解決上面的難題。

圖3：Heterogeneous Multicore Software架構(gòu)圖

Heterogeneous Multicore Framework可以幫助用戶大大縮短開發(fā)復(fù)雜應(yīng)用的時間。下表是在不同的核上跑不同系統(tǒng)的運行組合列表。

在3.2的版本中，Heterogeneous Multicore Framework完善了rt_latency工具，可用來測試不同負(fù)載和不同中斷優(yōu)先級下的中斷和任務(wù)調(diào)用延遲時間。RPMSG添加了在Cortex-A核之間Zephyr和Linux通信的功能。

下圖展示了RPMSG在FreeRTOS、Linux、Zephyr之間進(jìn)行核間通信的支持情況，所有實線連接的通信都獲得了支持。

圖4：RPMSG在FreeRTOS、Linux、Zephyr之間進(jìn)行核間通信

Real-time Edge Software中的Heterogeneous Multi-SoC Framework架構(gòu)來通過i.MX RT1180擴(kuò)展MPU的硬件能力，比如TSN、switching和不同工業(yè)協(xié)議支持的能力，而這些能力從MPU角度去看就像是本地的資源一樣去配置和使用。

圖5：Heterogeneous Multi-SoC架構(gòu)圖

在3.2的版本中，Heterogeneous Multi-SoC Framework在MPU端增加了i.MX943 EVK板子的支持。在功能方面，增加了Linux PTP multi-domain的支持，用戶可以創(chuàng)建多個虛擬時鐘，每個時鐘可以支持一個PTP域；增加了HSR（高可靠無縫冗余）的支持。

用戶可以用Linux IP命令創(chuàng)建和配置HSR網(wǎng)絡(luò)。HSR作為一種高可靠性的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，能夠通過雙鏈路同時轉(zhuǎn)發(fā)報文，不僅能夠降低網(wǎng)絡(luò)時延和丟包率，還能提高工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)場景下的可靠性。

工業(yè)網(wǎng)絡(luò)包含了業(yè)界常用的工業(yè)協(xié)議的支持。TSN協(xié)議作為一種實時以太網(wǎng)技術(shù)，支持TSN Endpoint和TSN Swtich、GenAVB/TSN、IEEE 1588/802.1AS時鐘同步、網(wǎng)絡(luò)冗余協(xié)議以及TSN網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程配置和動態(tài)配置。

下面的視頻展現(xiàn)了通過TSN網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的一個多軸伺服電機(jī)控制系統(tǒng)。

在3.2的版本中，Real-time Edge升級NETCONF/YANG的版本，并且增加了LLDP和PTP的配置的支持。下表列出了支持的YANG models。

Real-time Edge支持豐富的工業(yè)協(xié)議。

EtherCAT包括全棧支持，不僅支持不同的EtherCAT MainDevice協(xié)議棧，也支持EtherCAT SubDevice協(xié)議棧。

EtherCAT MainDevice協(xié)議棧包括運行在Linux上的IgH EtherCAT協(xié)議棧、CODESYS EtherCAT協(xié)議棧，以及運行在RTOS上的SOEM (Simple Open EtherCAT Master) 協(xié)議棧，同時針對所有協(xié)議棧做了網(wǎng)絡(luò)native driver的優(yōu)化，從而大大縮短控制周期。

下面的視頻展示了如何使用EtherCAT進(jìn)行九軸機(jī)械臂的控制。

在3.2的版本中，大部分工業(yè)協(xié)議都添加了對新板子i.MX943 EVK的支持。其中包括：

Digital Encoder : BiSS, EnDat2.2, EnDat3.0, HIPERFACE DSL, T-Format, A-Format

CANOPEN

Modbus

HSR

EtherCAT

MainDevice stack: IGH, CODESYS, SOEM

SubDevice stack: Digital IO

IP Synchronization stack

OPC-UA的支持可以實現(xiàn)OPC-UA和OPC-UA Pub/Sub over TSN的支持。

下面這個視頻中，展現(xiàn)了Real-time Edge在確定性工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的一個應(yīng)用示例。

Real-time Edge軟件怎么用？

Real-time Edge software使用Yocto作為編譯環(huán)境．只需要通過一個Bitbake命令就能編譯出Cortex-A核和Cortex-M核上所有的系統(tǒng)和應(yīng)用程序。具體使用方法可以參考下面的文檔。

Real-time Edge User Guider Rev3.2

Real-Time Edge Yocto Project User's Guide

哪些產(chǎn)品支持Real-time Edge軟件？

恩智浦的i.MX和Layerscape平臺都可以使用Real-time Edge software。支持的設(shè)備如下：

i.MX 6ULL EVK

i.MX 8DXL LPDDR4 EVK

i.MX 8M Mini LPDDR4 EVK

i.MX 8M Plus LPDDR4 EVK

i.MX 91 11x11 LPDDR4X EVK

i.MX 91 9x9 LPDDR4 QSB

i.MX 93 EVK

i.MX 93 9x9 QSB

i.MX 93 A1 14*14 EVK

i.MX 943 19x19 LPDDR4 EVK

i.MX 943 19x19 LPDDR5 EVK

i.MX 95 19x19 LPDDR5 EVK

i.MX 95 15x15 LPDDR4X EVK

LS1028ARDB

LS1043ARDB

LS1046ARDB

LS1046AFRWY

LX2160ARDB Rev2

探索Real-time Edge軟件新版本

下面是Real-time Edge software v3.2中支持的新功能：

Real-time system

Linux PREEMPT_RT 6.12.20

RTOS on Cortex-A core

Zephyr v4.1

Native RTOS Zephyr, FreeRTOS (i.MX 95 19x19 15,15 B0)

RTOS with Jailhouse (Harpoon v3.4)

Heterogeneous Multicore Framework

Inter-core communication

RPMSG communication between Zephyr on Cortex-A core and Linux (i.MX 93, i.MX 8MP)

RPMSG communication between FreeRTOS on Cortex-A core and Linux (i.MX 95)

RPMSG communication between FreeRTOS on Cortex-A core and FreeRTOS on Cortex-A core (i.MX93)

Benchmarking

Refined rt_latency to support run all testcases in one booting

Heterogeneous Multi-SoC Framework

LinuxPTP Multi-domain support (i.MX 943, i.MX 93, i.MX 8MP)

HSR (i.MX 943, i.MX 93, i.MX 8MP)

Industrial Protocols

NETCONF/YANG: plugin mode support

EtherCAT Main Device

IGH, CODESYS: optimized native driver (i.MX 95, i.MX 943)

IGH-User-Space (i.MX 95, i.MX 943)

SOEM (i.MX 943)

Modbus(TCP/RTU) ( i.MX 95, i.MX 943)

GenAVB/TSN Milan Network Redundancy (conformance)

NPI

i.MX 943 19x19

PREEMPT_RT

EtherCAT Main/Sub Devic, Modbus, Digital Encoder

Heterogeneous Multi-SoC DSA : TSN, PTP, Qbv, Qbu, Qci, 802.1CB, HSR

NETC endpoint: GenAVB/TSN, gPTP multi-domain

NETCONF/YANG: LLDP, PTP, TSN YANG model

i.MX 95 19x19, 15x15 B0

Bases

lf-6.12.20-2.0.0

Yocto Walnascar

Zephyr 4.1