【Jailhouse】Erika RTOS

Erika v3 RTOS

ERIKA3 RTOS 可以在 Nvidia Tegra Jetson TX1 和 TX2 板上作为 Jailhouse 虚拟机管理程序的客户操作系统运行。这种支持是在 HERCULES 欧洲项目（http://hercules2020.eu/）的背景下开发的。

HERCULES 项目将提供所需的技术基础设施，以使下一代实时应用程序的成本和功耗得到数量级的改进。它将开发一个集成框架，以允许在尖端异构 COTS 多核平台之上实现可预测的性能，实施研究界最近提出的实时调度技术和执行模型。 该框架将应用于两个创新的工业用例：汽车领域的开创性自动驾驶系统和航空电子领域的视觉识别系统

如今，ERIKA Enterprise 是第一款免费、免版税、经 OSEK 认证的 RTOS，已被多家公司采用，以优化其产品成本并保持高水平的服务质量。它最初设计用于汽车应用，现在也用于家用电器、电机控制、电池管理、传感器网络和基于模型的设计。

Erika Enterprise 是一种汽车 OSEK/VDX 认证硬实时操作系统 (RTOS)。

​​https://www.erika-enterprise.com/wiki/index.php/ERIKA_v3_Wiki_Main_Page​​​ https://www.erika-enterprise.com/
https://evidence.eu.com/

Erika 主要特点

• 实时内核，基于优先级，具有用于 RAM 优化的堆栈共享。
• 最小的多线程 RTOS 接口。ERIKA Enterprise 的最小配置通常是 1 到 6 KB 的闪存。
• RTOS API 用于：任务、事件、警报、资源、应用程序模式、信号量、错误处理。
• ERIKA Enterprise 已通过 OSEK/VDX 认证。该认证是针对特定微控制器、编译器和内核版本的大量黑盒回归测试执行的。
• 支持一致性等级（BCC1、BCC2、ECC1、ECC2）以匹配不同的应用要求。还提供其他研究一致性等级（FP、EDF、FRSH、HR）。
• 支持抢占式和非抢占式多任务处理。
• 支持固定优先级调度和抢占阈值。
• 支持最早截止日期优先 (EDF) 调度。
• 支持堆栈共享技术和一次性任务模型，以减少整体堆栈使用量。
• 支持共享资源。
• 支持使用警报进行定期激活。
• 支持集中式错误处理。
• 支持每次上下文切换前后的钩子函数。
• 双许可：GPLv2+Linking Exception（适用于 ERIKA Enterprise v2.x 和 v3.x）和商业版（适用于 ERIKA Enterprise v3.x）
• ERIKA v3 has been built with multicores and AUTOSAR compliance in mind.
• Single image kernel shared among the various CPUs;
• Interprocessor Interrupts and Spin Locks;
• Lightweight OpenMP implementation thanks to the UpScale SDK;
• Support for Hypervisors such as JailHouse;
• Designed for implementing AUTOSAR OS specifications regarding Memory Protection and Multicores.

RT-Druid

RT-Druid tool (for generating the RTOS configuration)

RT-Druid 是一个用于自动配置和部署嵌入式应用程序的工具套件，可以轻松利用多处理器架构并实现所需的性能，而无需修改应用程序源代码。

Evidence Srl

Evidence Srl 由 Paolo Gai 于 2002 年创立，其灵感来自他关于多核平台创新实时操作系统 (RTOS) 的博士论文。在他的工作中，盖博士首次展示了 ERIKA Enterprise，这是一款为多核革命做好准备并专为汽车市场设计的 RTOS。

Evidence Srl 成立于 2002 年，是 Scuola Sant’Anna 的衍生公司，是一家专门从事嵌入式电子设备软件研发的意大利公司。

该公司的旗舰产品是 ERIKA Enterprise，这是第一个通过汽车市场认证的开源 RTOS。该 RTOS 支持大量硬件架构，并已被多家在汽车、HVAC 和家用电器市场以及各种欧洲研究项目中运营的知名公司使用。

Evidence Srl 是一家高度创新的公司。 大约 25% 的员工获得了计算机科学或工程专业的博士学位。 研究活动侧重于（但不限于）嵌入式设备的操作系统设计、实时调度、Linux 内核中驱动程序和创新支持的实现、多核和多核架构的固件。

IOL 文件

OIL（OSEK 实现语言）是 OSEK/VDX 标准的一部分，用于操作系统和应用程序配置。OIL 文件结构和语法的规范在 OSEK/VDX 网站 (http://www.osek-vdx.org) 中提供，现在它已在 ISO 17356 中标准化（参见 ISO 网站）。在 RT-Druid 和 Erika Enterprise RTOS 中，系统的配置是在 OIL 文件中定义的， OIL 语言的完整的描述请参见 http://erika.tuxfamily.org/documentation.html 上的文档。

OSEK/VDX 联盟提供 OIL 语言（OSEK 实现语言）作为标准配置语言，用于静态定义应用程序实例化和使用的 RTOS 对象。 Erika Enterprise 完全支持 OIL 语言来配置实时应用程序。

Erika 支持特性

UpScale SDK & OpenMP

UpScale SDK is a complete Software Development kit for multi- and many-cores which provides a predictable parallel programming model based on a subset of OpenMP.

UpScale is currently available for Kalray MPPA Bostan, a many-core chip featuring 256 cores organized in clusters of 16 cores each.

Erika v3支持架构

Erika v3支持单核和多核架构
​​​ https://www.erika-enterprise.com/wiki/index.php?title=Category:Architectures​​

• Kalray MPPA (16 clusters of 16 cores each);
• AVR8 8 bit - Arduino Uno;
• ARM Cortex A5x (64 bit, as a JailHouse inmate on NVidia Tegra X1/X2 and Xilinx Ultrascale+);
• Intel x86-64;
• ARM Cortex M;
• ARM Cortex R5 (on Xilinx Ultrascale+);
• Infineon Tricore AURIX;
• Renesas RH850;

关注Erika的公司

• MM(Magneti Marelli)。玛涅蒂马瑞利是个跨国企业集团，从事先进汽车系统和零部件的设计和生产。产品包括：照明系统(前、后照明系统)、动力总成系统(汽油、柴油和多燃料发动机的控制系统；Selespeed手自一体变速箱控制系统)、电子系统(组合仪表；车载信息系统(info-telematic system)、悬挂系统(悬架系统；减振器)、排气系统和赛车等。
• ARISTON(阿里斯顿)。阿里斯顿集团，原名默洛尼集团，诞生于上个世纪三十年代，总部设在意大利北部城市法布里亚诺，如果追溯集团旗下几个著名品牌的历史，则已经超越百年，是国际供暖热水世家，专业生产家用及商用供暖和热水产品。
• 意大利比亚乔（PIAGGIO）集团是欧洲规模最大的摩托车制造企业，是全球第一辆踏板车VESPA的制造商， PIAGGIO在世界各地拥有数十家工厂，员工6万多人。除PIAGGIO品牌外，意大利比亚乔集团还拥有韦士柏（Vespa)、吉雷拉（Gilera）、德比（Derbi），古兹（Moto Guzzi）、阿普利亚（Aprilia）等众多世界著名的摩托车品牌，其两轮机车产销量高居欧洲第1位，除此之外，该集团还有机器人部门。
• Vodafone Business 是一家领先的技术通信公司，提供移动、固定和统一通信，以及物联网、云和安全服务。

汽车相关开源架构/标准

OSEK/VDX

​​https://zhuanlan.zhihu.com/p/400692285​​

OSEK/VDX 是应用在模块和静态实时操作系统上的标准，由汽车制造商和供应商，研究机构以及软件开发商发起。

OSEK，是指德国的汽车电子类开放系统和对应接口标准，而VDX则是汽车分布式执行标准，OSEK/VDX的目的是为汽车电子制作标准化接口。标准完全独立，对目标系统只限制了少量的条件。

OSEK 已经成为了国际上主流的汽车行业标准。

意义：汽车电子软件引入模块化、标准化的虚拟零部件的概念和真实汽车的零部件（比如螺丝）是类似的，OSEK 把所有与应用环境无关的具有共性特征的软件代码进行标准化，虚拟成一个软件零部件，规定这些零部件的规格和接口。

标准化的优势：上下游一致，规范是共同语言；避免软件研发重复劳动；节约人力资源；缩短研发周期，适应快速变化的市场需求；ECU开发可以有更多的精力集中到应用策略上；减少测试工作，提高产品质量；降低成本。

AGL

​​https://www.automotivelinux.org/​​

Automotive Grade Linux 是一个协作开源项目，它将汽车制造商、供应商和技术公司聚集在一起，以加速开发和采用用于联网汽车的完全开放的软件堆栈。以 Linux 为核心，AGL 正在从头开始开发一个开放平台，该平台可以作为事实上的行业标准，以实现新功能和技术的快速开发。

AUTOSAR

AUTOSAR，全称为Automotive Open System Architecture，即汽车开放系统架构。它是由全球各家汽车制造商、零部件供应商以及各种研究、服务机构共同参与的一种汽车电子系统的合作开发框架，并建立了一个开放的汽车控制器（ECU）标准软件架构。

AUTOSAR联盟是在2003年由9家汽车行业的巨头（宝马、博世、大陆、戴姆勒、福特、通用、PSA、丰田、大众）建立的。这9家公司后来也称为AUTOSAR联盟的核心成员。截至2020年3月， AUTOSAR已经拥有了57家高级成员、50家开发成员、142家普通成员以及20家观察员公司及机构，包括全球各大主流整车厂、一级供应商、标准软件供应商、开发工具和服务提供商、半导体供应商、高校和研究机构等。许多中国厂商也是AUTOSAR联盟成员，例如长城、东风、一汽、上汽、吉利、蔚来、拜腾、宁德时代等。

汽车行业里有众多的整车厂（OEM）和供应商。一般来说，每一家OEM会生产不止一种车型，每一家OEM对不同子系统和零部件会选择不止一个供应商，每个供应商也会向不止一家OEM供货。减少开发成本最有效的办法就是，尽可能让产品可重复利用，用数量来分摊开发成本。OEM希望可以让同一套系统和部件用在不同的车型上；同一辆车上来自不同供应商的的各个系统和部件可以相互兼容；而供应商希望开发出来的部件和算法可以通过简单的软件调整就供给不同的OEM。另一方面，各个供应商的开发进度往往是不同步的。人们希望可以在供应商开发的过程中就可以测试该部件能否与整车上的其它系统正确配合。因此需要一种统一的、标准化的系统描述方法。

这便是AUTOSAR的初衷，即通过提升OEM以及供应商之间软件模块的可复用性和可互换性来改进对复杂汽车电子电气架构的管理。

为此，AUTOSAR做了以下3件事情：对应用软件与底层软件之间以及应用软件之间的接口进行标准化、给出一个控制器软件参考架构、规范分布式开发流程中的交换格式。

通过这些手段，AUTOSAR希望可以做到：

• 提高软件的可扩展性和灵活性，方便应用功能的集成和转换，以及控制器网络的优化
• 提升软件的可复用性
• 降低产品和流程的复杂度和风险
• 提升软件的开发和更新速度
• 降低软件开发和维护成本

在一个汽车控制器中，除了实现具体功能及算法的应用软件，还有许多底层软件来保证控制器的正常运行，比如CAN总线信号的收发、任务进程的调度、Flash数据的读写等等。一方面，不同控制器中这部分底层软件的功能重复度很高；而另一方面这部分底层软件又跟硬件紧密相连，在一个处理器平台上写好的软件，换一个处理器平台就不能用了。去为每一个控制器项目专门写一套底层软件显然是非常低效的，而且也容易出错。

于是人们就想通过标准化应用软件和底层软件之间的接口，来让应用软件开发者可以专注于具体应用功能的开发，而无需考虑控制器底层的运行过程。这样即使更换了处理器硬件，应用软件也无需做太多修改就可以被移植过去。而底层软件的开发则交给专门的公司，他们为每一个处理器硬件写好驱动，并封装成标准化接口提供给上层。这样底层软件就可以被高效地集成到不同项目中。而由于同一套底层软件被大量重复使用，发现bug的概率大大提高，从而可以很快得到修补，并且通过更新对其它项目进行同步修补