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Amazon FreeRTOS è un sistema operativo per microcontrollori che consente di programmare, implementare, proteggere, collegare e gestire piccoli dispositivi periferici a basso consumo. Basato sul kernel FreeRTOS, un popolare sistema operativo open source per microcontrollori, Amazon FreeRTOS lo estende con librerie software che semplificano la connessione sicura di dispositivi di bassa potenza ai servizi cloud AWS come AWS IoT Core o più potenti dispositivi edge che eseguono AWS Greengrass.
Un microcontrollore (MCU) è un chip singolo contenente un semplice processore, normalmente presente in molti dispositivi, tra cui elettrodomestici, sensori, tracker fitness, automazione industriale e automobili. Molti di questi piccoli dispositivi potrebbero trarre vantaggio dalla connessione al cloud o ad altri dispositivi simili presenti nelle vicinanze. Ad esempio, i contatori intelligenti di energia elettrica devono connettersi al cloud per inviare i dati relativi al consumo mentre il sistema di sicurezza dell’edificio o della casa deve comunicare quando una specifica porta viene sbloccata con un badge autorizzato.
In generale i microcontrollori hanno una potenza di elaborazione e una capacità di memoria limitate e tipicamente eseguono compiti semplici e funzionali. I programmi dei microcontrollori o i sistemi operativi utilizzati non sono quasi mai in grado di connettersi alle reti locali o al cloud, rendendo – questo genere di applicazioni – una sfida spesso difficile da risolvere.
Amazon FreeRTOS aiuta a risolvere questi problemi fornendo sia il sistema operativo per il dispositivo periferico, sia le librerie software che semplificano la connessione in sicurezza al cloud (o ad altri dispositivi periferici) in modo da poter effettuare in sicurezza la raccolta dei dati.
Un buon inizio è quello di utilizzare la console Amazon FreeRTOS per configurare e scaricare Amazon FreeRTOS per il dispositivo. Il programma di qualificazione Amazon FreeRTOS garantisce che il microcontrollore utilizzato nel dispositivo supporta pienamente le funzionalità di Amazon FreeRTOS. Amazon FreeRTOS è open source e non ci sono costi per utilizzarlo.
VANTAGGI
Basato sul kernel FreeRTOS
Amazon FreeRTOS è open source e si basa sul kernel FreeRTOS, il più popolare sistema operativo in tempo reale per microcontrollori. Con Amazon FreeRTOS, puoi sfruttare l’ampio ecosistema di strumenti esistenti sviluppati per il kernel FreeRTOS. Se si sta già utilizzando il kernel FreeRTOS sui dispositivi esistenti, è possibile scegliere di utilizzare Amazon FreeRTOS e sfruttare la funzionalità fornita dalle librerie aggiuntive o continuare a utilizzare solo il sistema operativo del kernel.
Programmare, distribuire e gestire facilmente dispositivi connessi a bassa potenza
Amazon FreeRTOS include librerie software che semplificano la programmazione delle funzionalità IoT comunemente necessarie nel dispositivo, comprese le librerie che consentono di configurare i dispositivi su una rete locale utilizzando opzioni di connettività comuni come Wi-Fi o Ethernet.
Secure Data and Device Connections
Amazon FreeRTOS è dotato di librerie per proteggere i dati e le connessioni dei dispositivi, incluso il supporto per la crittografia dei dati e la gestione delle chiavi. Amazon FreeRTOS include il supporto per Transport Layer Security (TLS v1.2) per consentire ai dispositivi di connettersi in modo sicuro al cloud. Prossimamente, Amazon FreeRTOS aggiungerà una funzionalità di firma del codice per garantire che il codice del dispositivo non venga compromesso durante la distribuzione o durante gli aggiornamenti.
Connessione al cloud o a un dispositivo Edge locale
I dispositivi Amazon FreeRTOS possono connettersi direttamente a servizi cloud come AWS IoT Core o a dispositivi edge locali, come i dispositivi AWS Greengrass. Collegando i dispositivi Amazon FreeRTOS a un dispositivo Greengrass Core, è possibile continuare a comunicare con il dispositivo anche in mancanza di connessione al cloud.
Ampio ecosistema hardware e tecnologico
Amazon FreeRTOS offre la flessibilità per creare facilmente soluzioni IoT su una varietà di chipset e supporta una varietà di architetture, come ARM e MIPS. Per i nuovi dispositivi, è possibile scegliere tra una varietà di chipset qualificati di fornitori affidabili, tra cui NXP Semiconductors, STMicroelectronics, Texas Instruments, Microchip e altri del programma di qualificazione Amazon FreeRTOS.
COME FUNZIONA
Amazon FreeRTOS fornisce tutto il necessario per programmare facilmente i dispositivi basati su microcontroller e raccoglierne i dati per le applicazioni IoT. È possibile iniziare scegliendo un microcontrollore che supporti pienamente le funzionalità di Amazon FreeRTOS da provider affidabili come NXP Semiconductors, STMicroelectronics, Texas Instruments, Microchip o altri dal programma di qualificazione Amazon FreeRTOS. Quindi, mediante la console Amazon FreeRTOS vanno selezionate le librerie software per quello specifico dispositivo nonché scaricato il sistema operativo Amazon FreeRTOS completo, incluso il dispositivo e le librerie specifiche dell’applicazione.
Una volta distribuito Amazon FreeRTOS, sarà possibile collegare in modo sicuro i dispositivi ai servizi cloud come AWS IoT Core o a un dispositivo periferico locale e, a breve, sarà possibile effettuare l’aggiornamento da remoto.
Casi d’uso
Applicazioni industriali
I clienti industriali utilizzano dispositivi basati su microcontrollori che solitamente generano dati critici per l’azienda. Sensori, attuatori, pompe e componenti di automazione industriali utilizzano microcontrollori perché hanno un basso costo, consumano poco e possono funzionare in tempo reale. Ad esempio, una singola pompa su una piattaforma petrolifera è controllata da un microcontrollore che ha quindi la possibilità di arrestare completamente la produzione in caso di guasto, con tutto quello che ne consegue. Amazon FreeRTOS consente a questi clienti di raccogliere dati sulle prestazioni e lo stress del sistema attraverso una connessione diretta al cloud e di intraprendere azioni locali in tempo reale con AWS Greengrass per prevenire azioni così drastiche come l’interruzione dell’erogazione.
Soluzioni B2B
I microcontrollori sono comunemente usati nei dispositivi commerciali B2B a causa dei loro basso costo e del limitato assorbimento. Ad esempio, i produttori di dispositivi di sicurezza, stanno aggiungendo sempre più connettività alle serrature di sicurezza e ai sistemi di sensori. Amazon FreeRTOS consente a queste aziende di accelerare il rilascio di nuovi prodotti connessi semplificando il processo di progettazione e sviluppo. Lo sviluppo è semplificato perché il Programma di qualificazione Amazon FreeRTOS fornisce un elenco di microcontrollori già qualificati e la console Amazon FreeRTOS consente di scaricare il codice sorgente specifico per quel microcontrollore e per quella specifica applicazione. I produttori potranno anche applicare in modo sicuro le patch alle serrature commerciali con una funzione di aggiornamento via etere che arriverà presto su Amazon FreeRTOS.
Prodotti di consumo
Amazon FreeRTOS può aiutare aziende di prodotti di consumo come elettrodomestici, tecnologia indossabile o produttori di illuminazione intelligente, standardizzare lo sviluppo, la consegna e la manutenzione dei dispositivi basati su microcontrollore su un’ampia varietà di prodotti e modelli. Amazon FreeRTOS offre un unico sistema operativo a microcontrollore in grado di supportare un’ampia gamma di hardware per microcontrollori di diversa potenza e capacità. Ciò consente a queste società di concentrarsi sull’innovazione di prodotto anziché gestire la complessità dello sviluppo di software su più linee di prodotto. Amazon FreeRTOS fornirà anche la possibilità di aggiornare in modo sicuro le funzionalità dei prodotti di consumo esistenti sul campo con una funzione di aggiornamento via etere che arriverà presto.
Iniziare a lavorare con Amazon FreeRTOS
Per iniziare rapidamente, è possibile scegliere l’hardware che supporta le funzionalità Amazon FreeRTOS scegliendo tra i prodotti messi a disposizione da Microchip Technology, NXP, STMicroelectronics e Texas Instruments. Se si desidera iniziare ma non si dispone di hardware, è possibile utilizzare il simulatore di Windows Amazon FreeRTOS.
Successivamente, è possibile utilizzare la console Amazon FreeRTOS per ottenere un download personalizzato del sistema operativo scegliendo le librerie relative al proprio caso d’uso. La console guiderà l’utente attraverso questo processo in modo da poter iniziare immediatamente lo sviluppo.
Amazon FreeRTOS è anche disponibile su GitHub, SourceForge o FreeRTOS.org, con tutte le librerie e i livelli di porting specifici dell’hardware, che possono essere inclusi o rimossi in modo selettivo dopo il download in base al caso d’uso. È anche possibile accedere al kernel FreeRTOS; Amazon FreeRTOS è open source, quindi è possibile estendere, modificare o eliminare qualsiasi libreria di codice sorgente.
Sono disponibili guide specifiche per le seguenti board a microcontrollore:
Microchip Technology Incorporated
Curiosity PIC32MZ EF Development Board
Fully integrated 32-bit MCU development platform featuring a high-performance PIC32MZ EF running at 415 DMIPs with 2 MB Flash, 512 KB RAM, integrated FPU, crypto accelerator and excellent connectivity options.
Started guide.
NXP Semiconductors
LPC54018 MCU-based IoT module provides a seamless Wi-Fi connection to AWS and offers developers a high performance MCU platform that can be combined with a base board for rapid prototyping.
Started guide.
STMicroelectronics
STM32L4 Discovery Kit IoT Node
The B-L475E-IOT01A Discovery kit provides out-of-the box support for AWS and enables variety of applications by using WiFi®, BLE, Sub-GHz, NFC, multiway sensing and Ultra-Low-Power ARM® Cortex®-M4 core-based STM32L475. Started Guide.
Texas Instruments
SimpleLink™ Wi-Fi® CC3220SF Wireless Microcontroller LaunchPad™ Development Kit
The SimpleLink™ Wi-Fi® CC3220SF LaunchPad™ development kit (CC3220SF-LAUNCHXL) highlights CC3220SF, a single-chip wireless microcontroller (MCU) with 1MB Flash, 256KB of RAM and enhanced security features. The CC3220SF-LAUNCHXL features on-board emulation and sensors for a full out-of-the-box experience. Started guide.
