فري روت

يوفر نظام التشغيل FreeRTOS طرقًا للتعامل مع سلاسل العمليات أو المهام المتعددة ، بالإضافة إلى أدوات التزامن (mutexes ) والإشارات (semaphores) ومؤقتات البرامج . كما يوفر وضعًا بدون نبضات (tickless mode) للتطبيقات منخفضة الطاقة. ويدعم النظام أولويات سلاسل العمليات. يمكن تخصيص تطبيقات FreeRTOS بشكل ثابت، كما يمكن تخصيص الكائنات بشكل ديناميكي باستخدام خمسة أنظمة لإدارة الذاكرة (التخصيص):

• تخصيص فقط؛
• تخصيص وتحرير الذاكرة باستخدام خوارزمية بسيطة وسريعة للغاية؛
• خوارزمية تخصيص وتحرير أكثر تعقيدًا ولكنها سريعة مع دمج الذاكرة ؛
• بديل للمخطط الأكثر تعقيدًا الذي يتضمن دمج الذاكرة والذي يسمح بتقسيم الكومة عبر مناطق ذاكرة متعددة.
• ومكتبة C تقوم بتخصيص وتحرير البيانات مع بعض الحماية من الاستبعاد المتبادل.

لا تحتوي أنظمة التشغيل في الوقت الحقيقي (RTOS) عادةً على الميزات المتقدمة الموجودة في أنظمة تشغيل مثل لينكس ومايكروسوفت ويندوز ، مثل برامج تشغيل الأجهزة ، وإدارة الذاكرة المتقدمة، وحسابات المستخدمين. وينصب التركيز فيها على صغر الحجم وسرعة التنفيذ. ويمكن اعتبار FreeRTOS مكتبة خيوط أكثر من كونها نظام تشغيل، على الرغم من توفر واجهة سطر أوامر وتجريد إدخال/إخراج (I/O) مشابه لمعيار POSIX.

يُنفّذ نظام FreeRTOS تعدد الخيوط من خلال استدعاء البرنامج المضيف لدالة `thread tick` على فترات قصيرة منتظمة. تقوم هذه الدالة بتبديل المهام بناءً على الأولوية وخوارزمية جدولة دورية . عادةً ما تتراوح الفترة الزمنية بين 1 و10 مللي ثانية ( من 1/1000 إلى 1/100 من الثانية ) عبر مقاطعة من مؤقت الأجهزة، ولكن غالبًا ما يتم تغيير هذه الفترة لتناسب تطبيقًا معينًا.

تتضمن حزمة البرامج إعدادات جاهزة وعروضًا توضيحية لكل منفذ ومترجم، مما يتيح تصميم التطبيقات بسرعة. يوفر موقع المشروع الإلكتروني وثائق ودروسًا تعليمية حول نظام التشغيل في الوقت الحقيقي، بالإضافة إلى تفاصيل تصميم هذا النظام.

تُقدّم أمازون امتدادًا مُهملًا الآن لنظام التشغيل FreeRTOS، وهو FreeRTOS مع مكتبات لدعم إنترنت الأشياء (IoT)، وتحديدًا لخدمات أمازون السحابية . منذ الإصدار 10.0.0 في عام 2017، تولّت أمازون مسؤولية إدارة كود FreeRTOS، بما في ذلك أي تحديثات للنواة الأصلية. ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]}

طُوِّر نظام SAFERTOS كنسخة مكملة لنظام FreeRTOS، مع وظائف مشتركة، ولكنه مصمم خصيصًا للتطبيقات بالغة الأهمية للسلامة. خضع نظام FreeRTOS لدراسة المخاطر وقابلية التشغيل (HAZOP)، وتم تحديد نقاط الضعف ومعالجتها. ونتيجةً لذلك، خضع النظام لدورة تطوير كاملة وفقًا لمعيار IEC 61508 SIL 3، وهو أعلى مستوى لمكون برمجي بالكامل.

طُوِّر نظام SAFERTOS بواسطة شركة Wittenstein High Integrity Systems، بالتعاون مع شركة Real Time Engineers Ltd، المطور الرئيسي ^{[ 3 ]} لمشروع FreeRTOS. ^{[ 12 ]} يشترك كل من SAFERTOS وFreeRTOS في نفس خوارزمية الجدولة، ولديهما واجهات برمجة تطبيقات ( APIs ) متشابهة، ويتشابهان في جوانب أخرى كثيرة، ^{[ 13 ]} لكنهما طُوِّرا بأهداف مختلفة. ^{[ 14 ]} طُوِّر نظام SAFERTOS بلغة C فقط لتلبية متطلبات الحصول على شهادة IEC61508. ^{[ 15 ]}

يمكن تثبيت نظام SAFERTOS حصريًا في ذاكرة القراءة فقط (ROM) المدمجة في وحدة التحكم الدقيقة لضمان الامتثال للمعايير. ^{[ 16 ]} عند تنفيذه في ذاكرة الأجهزة، لا يمكن استخدام كود SAFERTOS إلا في تكوينه الأصلي المعتمد. وهذا يعني أن اعتماد النظام لا يتطلب إعادة اختبار جزء النواة من التصميم. ^{[ 17 ]} يتضمن نظام SAFERTOS ذاكرة القراءة فقط (ROM) لبعض وحدات التحكم الدقيقة Stellaris ^{[ 18 ]} من شركة Texas Instruments. لا يلزم شراء كود مصدر SAFERTOS بشكل منفصل. في هذا السيناريو، يُستخدم ملف رأس C لربط وظائف واجهة برمجة تطبيقات SAFERTOS بموقعها في ذاكرة القراءة فقط.

OPENRTOS هو إصدار مرخص تجاريًا من Amazon FreeRTOS، وتبيعه شركة Wittenstein High Integrity Systems. يوفر هذا المنتج الدعم ويسمح للشركات باستخدام نواة ومكتبات Amazon FreeRTOS بموجب شروط ترخيص تجاري بدلاً من ترخيص MIT مفتوح المصدر. ^{[ 19 ] [ 20 ]}