Amazon FreeRTOS

Sistema operacional da IoT para microcontroladores

O Amazon FreeRTOS (a:FreeRTOS) é um sistema operacional para microcontroladores que permite programar, implantar, proteger, conectar e gerenciar facilmente dispositivos de borda pequenos de baixa capacidade. O Amazon FreeRTOS é baseado no kernel do FreeRTOS, um sistema operacional de código aberto comum para microcontroladores, e amplia esse sistema operacional com bibliotecas de software que facilitam a conexão segura de dispositivos pequenos de baixa capacidade a Serviços de nuvem AWS, como o AWS IoT Core, ou a dispositivos de borda com maior capacidade que executam o AWS Greengrass.

Um microcontrolador (MCU) é um único chip com um processador simples que pode ser encontrado em diversos dispositivos, como aparelhos, sensores, controladores de aptidão física, automação industrial e automóveis. Muitos desses pequenos dispositivos podem se beneficiar com a conexão à nuvem ou com a conexão local a outros dispositivos. Por exemplo, medidores de consumo elétrico inteligentes precisam se conectar à nuvem para relatar o uso e sistemas de segurança predial precisam se comunicar localmente para destrancar uma porta quando você usa o crachá para entrar. Os microcontroladores têm poder computacional e capacidade de memória limitados e normalmente executam tarefas funcionais simples. Muitas vezes, os microcontroladores executam sistemas operacionais que não têm funcionalidades incorporadas para conexão a redes locais ou à nuvem, o que é um desafio para os aplicativos de IoT. O Amazon FreeRTOS ajuda a resolver esse problema oferecendo o sistema operacional central (para execução no dispositivo de borda) e as bibliotecas de software que facilitam a conexão segura com a nuvem (ou com outros dispositivos de borda) para que você possa coletar dados deles para os aplicativos de IoT e executar ações.

Para começar, você pode usar o console do Amazon FreeRTOS para configurar e fazer download do Amazon FreeRTOS para o dispositivo. O programa de qualificação do Amazon FreeRTOS oferece a confiança de que o microcontrolador usado no dispositivo oferece suporte completo aos recursos e funcionalidades do Amazon FreeRTOS. Como o Amazon FreeRTOS é de código aberto, seu uso é gratuito. Para saber mais sobre como começar a usar, clique aqui.

O que é o Amazon FreeRTOS?

Benefícios

Baseado no kernel do FreeRTOS

O Amazon FreeRTOS é de código aberto e é baseado no kernel do FreeRTOS, o sistema operacional em tempo real mais popular para microcontroladores. Com o Amazon FreeRTOS, você pode aproveitar o amplo ecossistema de ferramentas existentes desenvolvidas para o kernel do FreeRTOS. Se você já usa o kernel do FreeRTOS em dispositivos existentes, pode optar por usar o Amazon FreeRTOS e aproveitar a funcionalidade oferecida pelas bibliotecas adicionais, ou continuar a usar apenas o sistema operacional do kernel.

Programe, implante e gerencie facilmente dispositivos conectados de baixa capacidade

O Amazon FreeRTOS inclui bibliotecas de software que facilitam a programação dos recursos de IoT que geralmente são necessários no dispositivo, incluindo bibliotecas para ajudar a configurar dispositivos para uma rede local usando opções de conectividade comuns como Wi-Fi ou Ethernet. O Amazon FreeRTOS também inclui um recurso de atualização Over-The-Air (OTA), que permite atualizar remotamente dispositivos com aprimoramentos de recursos ou patches de segurança.

Proteja conexões de dados e dispositivos

O Amazon FreeRTOS é fornecido com bibliotecas para ajudar a proteger dados e conexões do dispositivo, incluindo o suporte a criptografia de dados e gerenciamento de chaves. O Amazon FreeRTOS inclui suporte ao Transport Layer Security (TLS v1.2) para ajudar os dispositivos a se conectarem com segurança à nuvem. Além disso, o Amazon FreeRTOS também tem um recurso de assinatura de código para garantir que o código do dispositivo não seja comprometido durante a implantação e as atualizações remotas.

Conecte-se à nuvem ou a um dispositivo de borda local

Os dispositivos do Amazon FreeRTOS podem conectar-se diretamente a serviços de nuvem como o AWS IoT Core ou a um dispositivo de borda local, como dispositivos do AWS Greengrass. A conexão de dispositivos do Amazon FreeRTOS a um dispositivo do Greengrass Core permite a continuidade da comunicação com o dispositivo, mesmo quando a conexão com a nuvem é interrompida.

Amplo ecossistema de hardware e tecnologia

O Amazon FreeRTOS oferece a flexibilidade de criar facilmente soluções de IoT em diversos chipsets e oferece suporte a diversas arquiteturas, como ARM e MIPS. Para novos dispositivos, você pode escolher entre uma variedade de chipsets qualificados de fornecedores confiáveis como Espressif, Microchip, NXP Semiconductors, STMicroelectronics, Texas Instruments e outros fornecedores do programa de qualificação do Amazon FreeRTOS.

Como ele funciona

O Amazon FreeRTOS oferece tudo o que é necessário para programar facilmente dispositivos conectados baseados em microcontrolador e coletar dados desses dispositivos para aplicativos de IoT. Você pode começar escolhendo um microcontrolador que ofereça suporte completo aos recursos e funcionalidades do Amazon FreeRTOS, fabricado por fornecedores confiáveis como Espressif, Microchip, NXP Semiconductors, STMicroelectronics, Texas Instruments ou outros fornecedores do programa de qualificação do Amazon FreeRTOS. Você pode então usar o console do Amazon FreeRTOS para selecionar as bibliotecas de software relevantes para os dispositivos e fazer download do sistema operacional Amazon FreeRTOS completo, incluindo as bibliotecas específicas do dispositivo e do aplicativo. Para saber mais sobre todas as opções para começar a usar, clique aqui.

Depois que o Amazon FreeRTOS é implantado nos dispositivos, você pode conectá-los com segurança a serviços de nuvem como AWS IoT Core ou a um dispositivo de borda local e atualizá-los remotamente usando o recurso de atualização remota (no momento, em versão beta).

Casos de uso

Aplicativos industriais

Os clientes industriais usam dispositivos baseados em microcontrolador que geram dados sobre cargas de trabalho essenciais aos negócios. Sensores, atuadores, bombas e componentes de automação industriais usam microcontroladores porque são econômicos, consomem pouca energia e podem executar ações em tempo real. Por exemplo, uma simples bomba em uma plataforma de petróleo é controlada por um microcontrolador e tem o potencial de interromper totalmente a produção em caso de falha. O Amazon FreeRTOS permite que os clientes coletem dados sobre performance e estresse de sistemas por meio de uma conexão direta com a nuvem e executem ações locais críticas em tempo real com o AWS Greengrass para evitar essas interrupções catastróficas.

Soluções B2B

Normalmente, os dispositivos comerciais de B2B usam microcontroladores devido aos seus baixos requisitos de consumo de energia e ao baixo custo. Por exemplo, os fabricantes de equipamentos de segurança adicionam cada vez mais conectividade a dispositivos baseados em microcontrolador, como sistemas de sensores e travas de portas comerciais. O Amazon FreeRTOS permite que essas empresas acelerem o lançamento de novos produtos conectados por meio da simplificação do processo de projeto e desenvolvimento. O desenvolvimento é simplificado porque o programa de qualificação do Amazon FreeRTOS oferece uma lista de microcontroladores qualificados e o console do Amazon FreeRTOS permite fazer download de código-fonte específico para o microcontrolador e o caso de uso. Esses fabricantes também podem aplicar patches a fechaduras de portas comerciais com segurança com o recurso de atualização remota.

Produtos de consumo

O Amazon FreeRTOS pode ajudar empresas de produtos de consumo como tecnologia de dispositivos wearable ou fabricantes de iluminação inteligente a padronizar o desenvolvimento, a entrega e a manutenção de dispositivos baseados em microcontrolador em uma grande variedade de produtos e modelos. O Amazon FreeRTOS oferece um único sistema operacional para microcontroladores que pode oferecer suporte a uma grande variedade de hardware de microcontroladores com funcionalidades e capacidade variáveis. Assim, as empresas podem se concentrar na inovação de produtos em vez de no gerenciamento da complexidade do desenvolvimento de software em diversas linhas de produtos. O Amazon FreeRTOS também oferecerá a capacidade de atualizar com segurança recursos de produtos de consumo existentes em campo com um recurso de atualização remota.

Histórias de clientes

“O Amazon FreeRTOS permite que a Allegio crie novos recursos com rapidez e facilidade para nossos produtos conectados, como as travas eletrônicas Schlage, e alterne facilmente entre plataformas de hardware. Podemos nos concentrar em nosso ponto forte, o desenvolvimento de produtos de segurança e proteção inovadores, sabendo que o Amazon FreeRTOS tornará a integração confiável e previsível.”

– Todd Graves, vice-presidente sênior de engenharia e tecnologia da Allegion

O Amazon FreeRTOS permite a rápida integração de hardware incorporado com a nuvem da IoT. Os novos recursos incorporados ao kernel do FreeRTOS, incluindo o recurso de atualização remota de firmware com código assinado, possibilitam obter performance exclusivamente com o protocolo MQTT, em vez de ter de gerenciar várias portas, soquetes e protocolos. As bibliotecas do Amazon FreeRTOS ajudam a reduzir o tempo de desenvolvimento inicial para que a Allegion (Schlage) possa se concentrar em recursos dos produtos que agregam valor ao cliente em suas soluções de segurança.

“O Amazon FreeRTOS é um avanço incrível para a nossa empresa e os nossos clientes. Agora, as equipes de desenvolvimento podem concentrar sua energia no aplicativo e não em questões como infraestrutura, sistemas de mensagem ou segurança. Em vez disso, as equipes escolhem a placa, o chip e se conectam ao AWS IoT de forma transparente.”

– Seb Chakraborty, diretor de tecnologia

O Centrica Connected Home (Hive) considera o Amazon FreeRTOS um fator essencial para acelerar ciclos de desenvolvimento de produtos para novos dispositivos conectados baseados em microcontroladores como o Hive Leak Sensor. Comparado a tecnologias personalizadas de firmware usadas pelo Centrica Connected Home em sensores anteriores, o Amazon FreeRTOS pode acelerar o tempo de entrada no mercado com a considerável redução do esforço de desenvolvimento necessário para estabelecer uma conexão segura com o AWS IoT e avaliar vários chipsets, pois agora é possível executar o mesmo código em diversos chipsets. O Centrica Connected Home também prevê uma redução potencial nos custos operacionais com a utilização de AWS Managed Services como o recurso de atualização remota usando assinatura de código.

“Avaliamos as tecnologias do AWS Greengrass e do Amazon FreeRTOS como parte de um projeto de prova de conceito. Em pouco tempo, essas tecnologias permitiram a conexão segura de sistemas da Honeywell por meio de uma rede local. Com essa conexão, os sistemas podem se comunicar com latência muito baixa na ausência de uma conexão com a Internet. Essa tecnologia pode nos ajudar a incorporar produtos de terceiros ao nosso ecossistema. A capacidade do AWS Greengrass de executar análises na borda é particularmente interessante para vários dos nossos casos de uso.”

– Aravind Padmanabhan, vice-presidente de plataformas de IoT e inovação

A Honeywell está demonstrando uma prova de conceito (POC) desenvolvida pela equipe de inovação usando as tecnologias do AWS Greengrass e do Amazon FreeRTOS. Essa POC permitiu que a Honeywell criasse rapidamente um protótipo de uma demonstração de sistema usando o termostato Lyric T5 Wi-Fi, um sistema de segurança residencial da Honeywell e diversos sensores externos. Os principais benefícios para o cliente incluem o rápido estabelecimento de redes locais e a realização de análises na borda. Embora não seja uma oferta disponível comercialmente, essa POC demonstra a viabilidade de usar os novos serviços de IoT da AWS para essa solução.

Os robôs do Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA precisam trabalhar em ambientes hostis, muitas vezes nos limites do universo conhecido. O JPL usou a computação de borda da AWS e o Amazon FreeRTOS para criar um protótipo de enxame robótico diversificado que usa tipos diferentes de robôs para executar uma tarefa complicada. O Amazon FreeRTOS possibilitou que o JPL criasse e incorporasse robôs em miniatura novos, diferentes e mais poderosos com rapidez muito maior que antes e usando hardware de computação extremamente restrito.