Opvallend is de opmars van Embedded Linux in sectoren als de ruimtevaart, de energiesector en de civiele infrastructuur. Maar ook Zephyr, een opensource-real-time besturingssysteem voor ingebedde apparatuur wint aan populariteit. Tijdens de Embedded Open Source Summit (Eoss), die onlangs in Praag werd gehouden, werden tal van cases op deze gebieden behandeld.
Het Eoss Praag was onlangs het trefpunt van de Linux-ontwikkelaars die zich richten op industriële toepassingen. Op het evenement bleek dat over een breed front bedrijven en instellingen hun bedrijfskritische applicaties toevertrouwen aan deze programmatuur waarvan de broncode gratis is. Miljarden apparaten draaien op Embedded Linux.
Voor grote infrastructurele projecten is een versie van Linux ontwikkeld die rekening houdt met de zeer lange levensduur van bijvoorbeeld waterwerken, treinstations en elektriciteitscentrales. Moderne infrastructuur stoelt namelijk op systemen die niet regelmatig kunnen worden bijgewerkt. ‘Die software moet zulke blijvende infrastructuur soms wel dertig tot veertig jaar ondersteunen,’ zegt Tim Bird, bestuurslid van de Linux Foundation.
Civil Infrastructure Platform
Leden van het Civil Infrastructure Platform (CIP), waaronder Siemens, Hitachi, Toshiba en Fujitsu, ontwikkelen hiertoe een basislaag van industriële kwaliteit. Die systemen worden van de grond af opgebouwd, met weinig hergebruik van bestaande software-bouwstenen. Die opensourcesoftware, -tools en -methoden moeten niet alleen lang meegaan maar ook voldoen aan de zeer hoge eisen die moderne infrastructuur stelt aan veiligheid en betrouwbaarheid.
Voor het eerst maakte de Zephyr Developer Summit dit jaar deel uit van de Eoss. Tim Bird licht toe: ‘Linux heeft zijn sporen verdiend. Maar voor bepaald gebruik is dit besturingssysteem te groot, mede omdat er nogal wat geheugencapaciteit nodig is.’
Daarom is voor kleinere apparaten die weinig geheugen en andere voorzieningen aan boord hebben, een schaalbaar real-time besturingssysteem (rtos) ontwikkeld: Zephyhr. Sensoren, wearables, internet-of-things-gateways en smart watches draaien hierop. Bird: ‘Linux en Zephyr vullen elkaar mooi aan.’
Zephyr-raamwerk
Volgens Anas Nashif, softwareontwikkelaar bij Intel, ontwikkelt Zephyr zich van een basissysteem voor de besturing van kleinere apparaten tot een operational systeem (os) voor subsystemen. De laatste fase, die van een uitgebreid ‘framework’, is nu bereikt. Boven op de subsystemen zit middleware, die toegang geeft tot hardware via een abstractie, en meerdere os-diensten gebruikt.
Over traditionele subsystemen zijn diverse nieuwe lagen gelegd. Nieuw zijn ‘sensing’, trusted firmware, audio, communicatie met een embedded controller, device firmware upgrade en virtualisatie, aldus Nashif. Het Zephyr-raamwerk omvat thans meerdere bouwblokken en interfaces voor de samenstelling van herbruikbare frameworks. Het Zephyr-ecosysteem biedt veel api’s en libraries voor gemeenschappelijke functionaliteiten als networking, Bluetooth, USB, logging en sensors.
Use cases
Tijdens het congres in Praag werden verschillende use case gedemonstreerd. De Sloveense ontwikkelaar Luka Mustafa bouwde op basis van Zephyrs rtos een tracker om natuurbeschermers te helpen in hun strijd tegen stropers. Vooral de neushoorn met zijn hoorn die per gram duurder is dan cocaïne, wordt ernstig bedreigd. Een minuscule tracker die in de hoorn wordt geplaatst, geeft de locatie van het dier weer.
Plotseling zagen de rangers aan de hand van de gps-posities dat de hoorn zich snel in een rechte lijn naar een weg bewoog. Ze sloegen alarm omdat dit geen normaal patroon is. Met de hoorn in de hand werden de stropers betrapt. De gegevens van de tracker ondersteunen ook de bewijslast. Apparaten met Zephyr hebben het voordeel van een zeer laag stroomverbruik,’ stelt Mustafa.
Deutsche Bahn gebruikt Zephyr voor applicaties die pompen langs de spoorwegen en afvalwater-tanks monitoren. Ook bij deze toepassing is het stroomverbruik zo gering dat batterijen slechts zelden hoeven te worden vervangen.
Zephyr vindt zelfs zijn weg naar datacenters. Meta (Facebook) koos Zephyr voor de aansturing van de ‘custom chips’ in een datacenter dat op Linux draait. Ook ondersteunt meer dan boards van verschillende fabrikanten als Arduino, Intel, Nordic en NXP.
