Amazon FreeRTOS

Sistema operativo compatible con IoT para microcontroladores

Amazon FreeRTOS (a:FreeRTOS) es un sistema operativo para microcontroladores que facilita la programación, implementación, protección, conexión y administración de los dispositivos perimetrales pequeños y de poca potencia. Amazon FreeRTOS se basa en el kernel de FreeRTOS, un popular sistema operativo de código abierto para microcontroladores, y lo amplía con bibliotecas de software que permiten conectar de forma sencilla y segura sus pequeños dispositivos perimetrales de poca potencia con los servicios en la nube de AWS como, por ejemplo, AWS IoT Core, o con otros dispositivos perimetrales más potentes en los que se ejecute AWS Greengrass.

Los microcontroladores (MCU) constan de un solo chip que contiene un procesador sencillo y están presentes en muchos dispositivos, incluidos electrodomésticos, sensores, monitores de actividad física, sistemas de automatización industriales y automóviles. Muchos de estos pequeños dispositivos podrían beneficiarse de conectarse a la nube o localmente con otros dispositivos. Por ejemplo, los contadores de la luz inteligentes necesitan conectarse a la nube para notificar el consumo, y los sistemas de seguridad de los edificios necesitan comunicarse localmente para que una puerta se desbloquee al pasar una tarjeta por el lector correspondiente. Los microcontroladores poseen una potencia de computo y una capacidad de memoria limitados, y suelen desempeñar tareas sencillas y funcionales. A menudo, los microcontroladores funcionan con sistemas operativos que no tienen integrada ninguna funcionalidad para conectarse a redes locales o a la nube, lo que convierte a las aplicaciones de IoT en un desafío. Amazon FreeRTOS ayuda a solucionar este problema proporcionando tanto el sistema operativo esencial (para ejecutar el dispositivo perimetral) como las bibliotecas de software que facilitan la conexión segura a la nube (o a otros dispositivos perimetrales) con el fin de que pueda recopilar datos de los dispositivos para las aplicaciones de IoT y tomar las medidas pertinentes.

Para empezar, puede usar la consola de Amazon FreeRTOS para configurar y descargar Amazon FreeRTOS en su dispositivo. El Programa de cualificación de Amazon FreeRTOS le garantiza que el microcontrolador utilizado en su dispositivo sea totalmente compatible con las características y funciones de Amazon FreeRTOS. Amazon FreeRTOS es de código abierto y se puede utilizar gratuitamente. Si desea obtener más información sobre cómo empezar a utilizarlo, haga clic aquí.

¿Qué es Amazon FreeRTOS?

Beneficios

Se basa en el kernel de FreeRTOS

Amazon FreeRTOS es de código abierto y se basa en el kernel de FreeRTOS, el sistema operativo en tiempo real más popular para microcontroladores. Con Amazon FreeRTOS, puede aprovechar las ventajas del gran ecosistema de herramientas existentes desarrollado para el kernel de FreeRTOS. Si ya utiliza el kernel de FreeRTOS en sus dispositivos, puede optar por usar Amazon FreeRTOS y aprovechar las ventajas de las funcionalidades que aportan las bibliotecas adicionales, o bien seguir usando simplemente el sistema operativo de kernel.

Programe, implemente y administre con facilidad dispositivos conectados de poca potencia

Amazon FreeRTOS incluye bibliotecas de software que facilitan la programación en su dispositivo de las funciones de IoT más habituales, entre las que se incluyen bibliotecas que ayudan a configurar dispositivos en un red local mediante opciones de conectividad habituales como, por ejemplo, Wi-Fi o Ethernet. Amazon FreeRTOS también incluye una característica de actualización inalámbrica (OTA), actualmente en versión beta, para actualizar dispositivos de manera remota con parches de seguridad y mejoras de características.

Proteja los datos y las conexiones entre dispositivos

Amazon FreeRTOS incluye bibliotecas que ayudan a proteger los datos y las conexiones de los dispositivos, lo que incluye a su vez soporte para el cifrado de datos y la administración de claves. Amazon FreeRTOS incluye soporte de la Transport Layer Security (TLS v1.2), lo que ayuda a que sus dispositivos se puedan conectar a la nube de forma segura. Amazon FreeRTOS también cuenta con una característica de firma de código para garantizar que el código de su dispositivo no se vulnere durante tareas de desarrollo ni actualizaciones de OTA (actualmente en versión beta).

Conéctese a la nube o a un dispositivo perimetral local

Los dispositivos con Amazon FreeRTOS se pueden conectar directamente a servicios en la nube como, por ejemplo, AWS IoT Core, o a un dispositivo perimetral local como, por ejemplo, dispositivos con AWS Greengrass. Al conectar dispositivos con Amazon FreeRTOS a un dispositivo con Greengrass Core, podrá seguir comunicándose con su dispositivo aunque se pierda la conexión con la nube.

Disfrute de un amplio ecosistema tecnológico y de hardware

Amazon FreeRTOS le brinda la flexibilidad necesaria para crear con facilidad soluciones de IoT en diversos conjuntos de chips y es compatible con una gran variedad de arquitecturas como, por ejemplo, ARM y MIPS. Para los dispositivos nuevos, puede elegir entre una gran variedad de conjuntos de chips cualificados de proveedores de confianza, entre los que se incluyen Espressif, Microchip, NXP Semiconductors, STMicroelectronics, Texas Instruments y otros proveedores del Programa de cualificación de Amazon FreeRTOS.

Funcionamiento

Amazon FreeRTOS le brinda todo lo que necesita para programar con facilidad dispositivos conectados basados en microcontroladores y recopilar datos de dichos dispositivos para las aplicaciones de IoT. Puede empezar mediante la elección de un microcontrolador que sea totalmente compatible con las características y funciones de Amazon FreeRTOS de un proveedor de confianza como Espressif, Microchip, NXP Semiconductors, STMicroelectronics, Texas Instruments u otros proveedores del Programa de cualificación de Amazon FreeRTOS. Después, puede utilizar la consola de Amazon FreeRTOS para seleccionar las bibliotecas de software pertinentes para sus dispositivos y descargar todo el sistema operativo Amazon FreeRTOS, incluidas las bibliotecas específicas de la aplicación y el dispositivo. Si desea obtener más información sobre las opciones para empezar, haga clic aquí.

Una vez que Amazon FreeRTOS se implemente en sus dispositivos, podrá conectarlo de manera segura a servicios en la nube, como AWS IoT Core, o a un dispositivo de borde local, y actualizarlos de manera remota mediante la característica de actualización OTA (actualmente en versión beta).

Casos prácticos

Aplicaciones industriales

Los clientes industriales utilizan dispositivos basados en microcontroladores que generan datos sobre las cargas de trabajo esenciales de la compañía. Los sensores industriales, los accionadores, las bombas y los componentes de automatización utilizan microcontroladores por su bajo costo, su reducido consumo energético y porque pueden desempeñar acciones en tiempo real. Por ejemplo, cada bomba de una plataforma petrolífera está controlada mediante un microcontrolador y puede paralizar completamente la producción si se produce algún error. Amazon FreeRTOS permite a estos clientes recopilar datos sobre el desempeño y el desgaste del sistema mediante una conexión directa con la nube, así como tomar medidas críticas y locales en tiempo real con AWS Greengrass para impedir interrupciones semejantes a las comentadas anteriormente.

Soluciones B2B (entre negocios)

Los microcontroladores se usan a menudo en los dispositivos comerciales B2B debido a sus reducidos requisitos de potencia y a su bajo costo. Por ejemplo, los fabricantes de equipos de seguridad incorporan cada vez más funciones de conectividad a dispositivos basados en microcontroladores como, por ejemplo, a los sistemas de cierre y de sensores de las puertas comerciales. Amazon FreeRTOS permite a estas compañías acelerar el lanzamiento de nuevos productos conectados al simplificar el proceso de diseño y desarrollo. El desarrollo se simplifica porque el Programa de cualificación de Amazon FreeRTOS proporciona una lista de microcontroladores cualificados y la consola de Amazon FreeRTOS le permite descargar el código fuente específico de cada microcontrolador y caso de uso. Los fabricantes también pueden aplicar parches de manera segura en cerraduras comerciales mediante la característica de actualización OTA (actualmente en versión beta).

Productos de consumo

Amazon FreeRTOS puede ayudar a las compañías fabricantes de productos de consumo (como, por ejemplo, electrodomésticos, tecnologías ponibles o sistemas de iluminación inteligentes) a estandarizar el desarrollo, la comercialización y el mantenimiento de dispositivos basados en microcontroladores en una amplia gama de productos y modelos. Amazon FreeRTOS proporciona un solo sistema operativo para microcontroladores capaz de soportar una gran variedad de hardware de microcontroladores con una potencia y una capacidad variables. De este modo, las compañías pueden centrarse en innovar en los productos, en lugar de administrar la complejidad del desarrollo de software en varias líneas de productos. Además, Amazon FreeRTOS también brindará la posibilidad de actualizar de forma segura las características de los productos de consumo actuales en campo con la característica de actualización OTA (actualmente en versión beta).

Historias de clientes

“Amazon FreeRTOS facilita que Allegion pueda innovar nuevas características con rapidez para nuestros productos conectados, como los sistemas de cierre electrónicos Schlage, y pasar cómodamente de una plataforma de hardware a otra. De este modo, podemos centrarnos en nuestras fortalezas básicas y desarrollar productos de protección y seguridad innovadores, a sabiendas de que Amazon FreeRTOS hará que la integración resulte predecible y de confianza”.

- Todd Graves, vicepresidente sénior de Ingeniería y Tecnología de Allegion

Amazon FreeRTOS permite integrar el hardware embebido con rapidez en la nube del IoT. Se han incorporado nuevas características al kernel de FreeRTOS, incluida la característica de actualización OTA segura con el código firmado, que habilitará un desempeño integral con el protocolo MQTT y evitará tener que administrar varios puertos, sockets y protocolos. Las bibliotecas de Amazon FreeRTOS ayudan a reducir el tiempo de desarrollo inicial para que Allegion (Schlage) pueda centrarse en las características de sus productos que aporten un valor añadido a los clientes de sus soluciones de seguridad.

“Amazon FreeRTOS supone un emocionante salto hacia delante para nuestra compañía y nuestros clientes. Ahora, los equipos de desarrollo pueden concentrar sus energías en la aplicación, en lugar de dedicarse a tareas de conectividad, mensajería o seguridad. Ahora, les basta con elegir la placa, el chip y conectarse a AWS IoT de forma impecable”.

- Seb Chakraborty, director tecnológico

Para Centrica Connected Home (Hive), Amazon FreeRTOS facilita la aceleración de los ciclos de desarrollo de los nuevos dispositivos basados en microcontroladores como, por ejemplo, el sensor de fugas Hive Leak Sensor. En comparación con las tecnologías de firmware a medida de los sensores que utilizaba antes Centrica Connected Home, Amazon FreeRTOS puede acelerar el plazo de comercialización gracias a la considerable reducción de las labores de desarrollo necesarias para conectarse de forma segura a AWS IoT, así como para evaluar varios conjuntos de chips, ya que ahora el mismo código puede ejecutarse en muchos conjuntos de chips. Centrica Connected Home también prevé una posible reducción de los costos operativos mediante el uso de los servicios administrados de AWS, como la característica de actualización OTA segura con firma de código.

“Hemos estado evaluando las tecnologías de AWS Greengrass y Amazon FreeRTOS dentro de un proyecto de prueba de concepto y, en poco tiempo, nos permitieron conectar de forma segura los sistemas de Honeywell a través de una red local, lo que posibilitó que estos se comunicaran con una latencia muy baja y sin conexión a Internet. Esta tecnología nos permitió incorporar productos de terceros a nuestro ecosistema. La capacidad de AWS Greengrass para ejecutar análisis en el perimetral nos resulta especialmente interesante para diversos casos de uso”.

- Aravind Padmanabhan, vicepresidente de Plataformas de IoT e Innovación

Honeywell está demostrando una prueba de concepto desarrollada por el equipo de innovación con las tecnologías de AWS Greengrass y Amazon FreeRTOS. Esta prueba de concepto permitió a Honeywell prototipar con rapidez la demostración de un sistema compuesto por el termostato con Wi-Fi Lyric T5, un sistema de seguridad residencial de Honeywell y diversos sensores externos. Entre los beneficios más importantes para los clientes se incluyen el establecimiento rápido de redes locales y la realización de análisis perimetrales. Este no es un producto disponible en el mercado, pero supone una demostración de la posibilidad de aplicar los nuevos servicios de IoT de AWS a esta solución.

Los robots del Jet Propulsion Laboratory (JPL, Laboratorio De Propulsión a Reacción) de la NASA tienen que funcionar en entornos duros, a menudo en los límites del universo conocido. Mediante los sistemas de informática perimetral de AWS y Amazon FreeRTOS, el JPL diseñó un variado enjambre robótico que utiliza diversos tipos de robots para ejecutar una tarea difícil. Amazon FreeRTOS permitió al JPL crear e incorporar unos robots en miniatura nuevos, distintos, más potentes y más rápidos que antes, y todo ello en un hardware de computación extremadamente limitado.