صورة لإطلاق الصاروخ Zhuque-2 من مركز جيوتشيوان لإطلاق الأقمار الصناعية في الصين
في الآونة الأخيرة، اندلعت الأخبار ذلك أطلقت الصين القمر الصناعي تياني 33، الذي يشغل إصدارًا مخصصًا من Linux kernel مدمجًا مع مكونات الوقت الفعلي المكتوبة بلغة Rust، باستخدام التجريدات والطبقات التي توفرها Rust.
هذا الإصدار تم تنفيذه مع القمرين الصناعيين Honghu وHonghu-2 على الصاروخ Zhuque-2مما يمثل الرحلة الثالثة لصاروخ الميثان هذا الذي يتمتع بالقدرة على حمل 1.500 كجم إلى مدار متزامن مع الشمس.
Tianyi 33 هو قمر صناعي للأبحاث التجارية تم تطويره بشكل مشترك من قبل شركة Spacety Aerospace Co. ومعهد Changsha Gaoxinqu Tianyi للأبحاث في هونان وجامعة هونان للعلوم والتكنولوجيا.
من حيث البرامج ، فإن يتميز Tianyi 33 بنظام تشغيل يتضمن نواة RROS مزدوجة. يجمع هذا الأسلوب بين نواة Linux المستخدمة لحل المهام العامة ونواة RROS المكتوبة بلغة Rust للعمليات التي تتطلب امتثالًا صارمًا في الوقت الفعلي.
RROS مخصص بشكل أساسي للأقمار الصناعية، تلبية الحاجة المتزايدة لأداء المهام التقليدية في الوقت الفعلي، مثل الاتصال وتحديد المواقع، والوظائف ذات الأغراض العامة التي تتطلب دعمًا برمجيًا معقدًا وناضجًا، مثل ضغط البيانات والتعلم الآلي. تبرز البنية ثنائية النواة لـ RROS، كما أن جوهرها في الوقت الفعلي الذي تم تنفيذه بالكامل في Rust يوفر قدرًا أكبر من الأمان والقوة. علاوة على ذلك، RROS ولها تطبيقات محتملة في مجالات مثل السيارات الآلية وإنترنت الأشياء والتحكم الصناعي.
ال مزايا RROS هي:
- الوقت الحقيقي الصعب: يوفر RROS أداءً فائقًا في الوقت الفعلي مقارنة بـ RT-Linux. تم تصميم RROS باستخدام برنامج جدولة مهام فعال يمكنه الاستجابة بسرعة للأحداث الخارجية، مما يقلل من تأخيرات تبديل المهام ومعالجتها.
- التوافق- يتم دعم RROS بواسطة جميع برامج Linux تقريبًا، مما يتيح الترحيل السلس لتطبيقات Linux المعقدة مثل TensorFlow وKubernetes. يمكنك أيضًا تعديل برامج Linux العامة الخاصة بك بسهولة لجعلها نظيرًا في الوقت الفعلي.
- سهل الاستخدام: يعمل نظام RROS على تسهيل برمجة البرامج وتصحيح أخطائها في الوقت الفعلي. يستخدم RROS واجهة libevl لاستدعاء واجهات برمجة التطبيقات في الوقت الفعلي لبرامج المستخدم، مما يسمح لك باستخدام أدوات مثل gdb وkgdb وQEMU.
- قوة: تمت كتابة نواة RROS في الوقت الحقيقي بعناية بلغة Rust، مما يجعلها أكثر أمانًا وقوة، خاصة بالنسبة لمشكلات الذاكرة والتزامن.
تعتمد نواة Linux، في Tianyi 33، على الفرع 5.13 وتتناول المهام العامة مثل ضغط البيانات ومعالجة نماذج التعلم الآلي. في المقابل، فإن نواة RTOS مخصصة لوظائف متخصصة، مما يضمن أوقات استجابة موثوقة للأنشطة المهمة مثل تحديد المواقع المكانية، وجمع البيانات العلمية، والاتصالات.
وبالإضافة إلى هذا يذكر ذلكستضمن هذه الازدواجية التنفيذ الطبيعي للتطبيقات مهام الطبقة العليا والبحث العلمي، مثل قياس التأخير الزمني من القمر الصناعي إلى الأرض، وبث الفيديو المباشر، وخدمات الدردشة عبر الإنترنت على متن الطائرة، وتجارب SSH الزائفة، وما إلى ذلك. هذا إنه أول تطبيق رسمي في العالم لنظام تشغيل ثنائي النواة مكتوب بلغة Rust في سيناريو القمر الصناعي.
تدعم النواة واجهة برمجة التطبيقات في الوقت الفعلي التي توفرها مكتبة libevl وتستخدم بنية النواة المزدوجة التي يقترحها مشروع Xenomai/EVL. تحتوي نواة RTOS على برنامج جدولة مهام وآليات مزامنة منفصلة، وتطبيقات العمليات والعمليات الخاصة بها، وطبقة ترجمة العناوين، ونظام فرعي لتخصيص الذاكرة، وذاكرة تخزين مؤقت، ومكدس شبكة مع دعم بروتوكول UDP.
استغرق التطوير عامين ونفذه فريق بحث من جامعة بكين للبريد والاتصالات.
أخيرًا ، يجب ذكر ذلك رمز النواة تم تطوير Tianyi 33 المستخدم في Tianyi XNUMX بواسطة مجموعة بحث في جامعة بكين للبريد والاتصالات (BUPT) و متاح لعامة الناس كمصدر مفتوح بموجب ترخيص GPLv2. يمكنك التشاور معه في الرابط التالي.