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# openvela trunk-5.4

\[ [English](https://gitee.com/open-vela/docs/tree/trunk-5.4/en/release_notes/v5.4.md) | 简体中文 \]

## 一、概览

openvela 一直致力于引入更多的芯片的支持、增强系统的实时通信能力，并大幅提升了系统的健壮性、存储功能和可调试性。本次发布围绕以下核心主题进行了增强：

- 硬件生态扩展：新增对[英飞凌 AURIX™ TC4](https://gitee.com/open-vela/docs/blob/trunk-5.4/zh-cn/quickstart/development_board/tc4d9_evb_guide.md)、[旗芯微 MCU](https://gitee.com/open-vela/docs/blob/trunk-5.4/zh-cn/quickstart/development_board/fc7300f8m_evb_guide.md) 及 QEMU-R52 SIL 平台的支持，拓宽了平台适用范围。
- 系统内核加固：实现了 SMP 与 PM 的协同工作，引入了基于 MPU 的线程栈保护和 RPC 框架重构，系统更安全、更稳定。
- 关键能力集成：新增了 SocketCAN 和以太网协议栈；引入了高可靠性的 NVS2 存储方案。
- 开发者体验优化：提供了低开销的 FDX 实时追踪工具和多个 LVGL 应用范例，降低了开发和调试门槛。

## 二、主要新增功能与增强

### 1、平台支持 (Platform Support)

- 新增对英飞凌 AURIX™ TriCore™ TC4 芯片的支持
- 新增对旗芯微（Flagchip）MCU 的支持
- QEMU 平台下新增 Cortex-R52 核支持，支持 Vector SIL 平台
- 解决 nuttx boards 的编译问题，更好得支持原生 nuttx boards 平台

### 2、内核与安全 (Kernel & Security)

- 电源管理 (PM) & 对称多处理 (SMP)：实现了 SMP 和 PM 功能的同时开启，并在 `qemu-armv8a` 平台上完成功能验证，覆盖了 PM 基础功能和 `ostest` 的基础用例。

- RPC

- 框架重构: 重构了 RPC 框架，使其具备更强的通用性，能够为其他 VirtIO 设备提供跨核通信能力。
    - 对 Rptun/Rpmsg 进行了功能增强，引入多优先级机制以满足汽车场景的实时性需求，并修复了功能安全相关的代码扫描问题。

- 内存管理增强: 实现了 Task 独立的 Heap 空间，`libdbus` 等库已支持。

- Binder 消息机制: 将 Binder 的 server/client fd 集成到 `libuv` 事件循环中，通过回调进行消息处理，实现了与其他模块的统一管理。

- 新增 Rpmsg Battery & Gauge 驱动。

- 线程间隔离保护机制：内核现已支持基于硬件内存保护单元 (MPU) 的线程栈保护功能。当一个线程发生栈溢出时，该机制会触发硬件异常，阻止其破坏其他线程的栈空间或关键数据。

- 代码质量：完成了多项静态代码问题的修复，提升了代码库的整体质量。

### 3、通信 (Communication)

- 新增 SocketCAN、以太网支持：引入了遵循标准 Socket API 的 CAN 通信框架。用户现在可以使用 `socket()`, `bind()`, `send()`, `recv()` 等标准接口进行 CAN 报文的收发和过滤。

- WebSocket 功能增强：为 WebSocket Feature 新增了默认证书支持，简化了安全连接的建立流程。

### 4、存储 (Storage)

新增 NVS2 (Non-Volatile Storage v2)：集成了一个全新的、全新高可靠性的 NVS2 存储方案。该存储方案针对嵌入式 Flash 介质进行了深度优化，支持磨损均衡、掉电安全和数据加密。

### 5、调试与诊断 (Debugging & Diagnostics)

新增基于 FDX 的实时性 Trace 功能：实现了一种基于 FDX (Fast Debug eXchange) 协议的低侵入式实时追踪工具。它能够以极低的系统开销，捕获并导出高精度的系统事件，如任务切换、中断响应、信号量操作等。

## 6、应用示例

- 新增[打砖块游戏](https://gitee.com/open-vela/packages_demos/blob/trunk-5.4/breakout/Readme.md)：基于 openvela 和 LVGL 开发的触屏打砖块游戏，已实现了基本游戏逻辑，增加了图片素材并实现了打击音效。

- 新增[虚拟宠物](https://gitee.com/open-vela/packages_demos/blob/trunk-5.4/pet/README.md)应用：一个基于LVGL图形库的交互式演示程序，模拟了一个数字宠物的饲养过程。用户可以通过喂食、饮水、运动和休息等操作来照顾虚拟宠物，提升其心情和等级。

- [贪吃蛇游戏](https://gitee.com/open-vela/packages_demos/blob/trunk-5.4/snake_game/Readme.md)：一个使用 LVGL 图形库实现的自动贪吃蛇游戏。

- [电子木鱼](https://gitee.com/open-vela/packages_demos/blob/trunk-5.4/wooden_fish/README_zh-cn.md)：基于 openvela `nxaudio` 服务与上层 LVGL UI 框架，并实现了包含响应式布局和安全资源管理的完整交互链路，实现了一个动画效果流畅、资源安全管理、良好用户体验的一个应用展示。

## 7、开发工具

Ubuntu 环境 VS Code 插件支持：支持在 Ubuntu 环境下安装 openvela VS Code 插件，实现了从项目创建、编译构建、系统调试到应用开发的全流程支持，显著提升开发效率。（[openvela VS Code 插件使用指南](https://gitee.com/open-vela/docs/blob/trunk-5.4/zh-cn/quickstart/vscode_plugin_usage.md)）

## 8、模拟器运行时参数扩展

- emulator.sh 新增 -keep 参数支持

如果 emulator.sh 支持多实例配置时，可以通过 `-keep` 参数接入指定的名称的实例（如果不存在则创建），并且在该实例退出时不会删除相关上下文

```bash
    # 使用方法
    cp cmake_out/vela_goldfish-arm64-v8a-ap/nuttx* cmake_out/vela_goldfish-arm64-v8a-ap/vela_* cmake_out/vela_goldfish-arm64-v8a-ap/advancedFeatures.ini nuttx/

./emulator.sh vela -keep -no-window

# 测试举例，在/data目录创建 test 文件并写入内容
    nsh> echo test > /data/test
    nsh> echo "openvvela qemu keep test" >> /data/test
    nsh> quit

# 模拟器退出重新进入，上一次写入的内容仍然被保留
    ./emulator.sh vela -keep -no-window
    nsh> cat /data/test
    test
    openvela qemu keep test
    ```

- emulator.sh 新增支持使用 Hostfs 功能，默认支持使用 9pfs，效果如下：

```bash
    goldfish-armv8a-ap> df -h
        Filesystem      Size      Used  Available Mounted on
        binfs             0B        0B         0B /bin
        fatfs           255M       78M       177M /data
        romfs          1152B     1152B         0B /etc
        hostfs            0B        0B         0B /host
        procfs            0B        0B         0B /proc
        v9fs            878G      626G       252G /share
        romfs           512B      512B         0B /system
        tmpfs             6K        1K         5K /tmp
    ```

用法：

```bash
    # 使用方法
    cp cmake_out/vela_goldfish-arm64-v8a-ap/nuttx* cmake_out/vela_goldfish-arm64-v8a-ap/vela_* cmake_out/vela_goldfish-arm64-v8a-ap/advancedFeatures.ini nuttx/

./emulator.sh vela
    ```

# openvela trunk-5.2

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## 一、内核(Kernel)

### 处理器架构支持

openvela 内核具备广泛的硬件平台兼容性，为多样化的嵌入式设备提供坚实基础。

- CPU 架构：全面支持主流及特定领域的处理器架构，包括：

- ARM
    - ARM64
    - RISC-V
    - x86 / x86-64
    - Xtensa
    - MIPS
    - Tricore
    - Renesas
    - Sparc
    - Z16
    - Z80

- 多核处理器 (SMP): 内置对称多处理 (Symmetric Multiprocessing, SMP) 支持，提供高效的处理器调度与并行处理能力，以满足高性能应用场景的需求。

### 核心系统特性

openvela 内核基于 NuttX RTOS，继承并强化了其核心优势，主要体现在以下方面：

- 标准兼容

- POSIX 兼容：NuttX 强调 POSIX 标准的兼容性，确保良好的可移植性和标准化的接口。
    - ANSI 标准：支持 ANSI C 标准，为开发者提供标准的编程接口。

- 可扩展性

- 从 8 位到 64 位：NuttX 可扩展到从 8 位到 64 位的微控制器环境，适应各种嵌入式系统需求。
    - 模块化设计：内核采用模块化设计，易于扩展和定制。

- 实时性

- 实时调度：支持实时调度算法，满足实时系统的需求。
    - 优先级调度：支持基于优先级的任务调度，确保高优先级任务优先执行。

更多信息请查阅[内核开发概述](https://gitee.com/open-vela/docs/tree/trunk-5.2/zh-cn/device_dev_guide/kernel/KernelDev.md#四系统特性)。

### 任务与调度管理

openvela 以线程作为最小调度单元，提供了灵活的任务模型和多种调度算法。

- 任务模型: 支持内核线程、用户线程和用户任务（即带独立地址空间的进程）三种模式。
- 调度算法:

- 优先级调度 (Priority Scheduling)
    - 先进先出 (FIFO)
    - 时间片轮转 (Round Robin)

详情请参阅[线程与进程管理](https://gitee.com/open-vela/docs/tree/trunk-5.2/zh-cn/device_dev_guide/kernel/KernelDev.md#五线程与进程管理)。

### 线程同步机制

为保障多线程环境下的数据一致性和资源安全访问，系统提供了丰富的同步原语。

- 信号量 (Semaphore)
- 互斥锁 (Mutex)
- 自旋锁 (Spinlock)
- 原子操作 (Atomic Operations)
- 中断开关
- 调度锁
- Pthread 互斥锁

详细用法请参考[资源同步机制](https://gitee.com/open-vela/docs/tree/trunk-5.2/zh-cn/device_dev_guide/kernel/KernelDev.md#六资源同步)。

### 线程间通信 (IPC)

系统提供多种高效的线程及进程间通信机制，以支持复杂的任务协作。

- 工作队列 (Work Queue)：[工作队列](https://gitee.com/open-vela/docs/tree/trunk-5.2/zh-cn/device_dev_guide/kernel/KernelDev.md#1工作队列work-queue)
- 消息队列 (Message Queue)：[消息队列](https://gitee.com/open-vela/docs/tree/trunk-5.2/zh-cn/device_dev_guide/kernel/KernelDev.md#2消息队列)

### 文件系统

openvela 集成了功能强大的虚拟文件系统 (VFS)，并支持超过 20 种主流及嵌入式专用文件系统。

- 支持的文件系统类型（[文件系统](https://gitee.com/open-vela/docs/tree/trunk-5.2/zh-cn/device_dev_guide/file_system/file_system.md)）：

- FAT 类: `fatfs`
    - 日志/闪存友好型: `littlefs`, `smartfs`, `spiffs`, `yaffs`, `uffs`, `nvs`
    - 只读型: `romfs`, `cromfs`, `LROFS`
    - 内存/虚拟型: `ramfs` (binfs), `tmpfs`, `procfs`, `rootfs` (VFS)
    - 特殊用途: `zipfs`, `archivefs`, `nfs`, `hostfs`, `unionfs`, `userfs`

- 存储驱动框架: 提供了标准的 MTD (Memory Technology Device) 和块设备 (Block Device) 驱动框架，简化了对 NAND/NOR Flash、SD/eMMC 卡等存储介质的适配。（[存储驱动框架指南](https://gitee.com/open-vela/docs/tree/trunk-5.2/zh-cn/device_dev_guide/file_system/storage_driver_framework_guide.md)）

### 调试工具

提供了一套完善的调试工具集，以协助开发者进行故障排查和性能分析。

- Crash Dump 分析
- GDB 远程调试
- 性能分析工具 (Performance Profiling)

更多工具请查阅[调试工具文档](https://gitee.com/open-vela/docs/tree/trunk-5.2/zh-cn/debugging_tools/)。

## 二、子系统

### 连接子系统

- 蓝牙 (Bluetooth)：[蓝牙概述](https://gitee.com/open-vela/docs/tree/trunk-5.2/zh-cn/device_dev_guide/connection/bluetooth/Bluetooth_Overview.md)
- 网络 (Networking)：[网络协议栈简介](https://gitee.com/open-vela/docs/tree/trunk-5.2/zh-cn/device_dev_guide/connection/network/protocol_stack/NetProtocolStackIntro.md)
- 电话 (Telephony)：[Telephony 概述](https://gitee.com/open-vela/docs/tree/trunk-5.2/zh-cn/device_dev_guide/connection/telephony/overview_of_telephony.md)

### 音视频子系统

通过统一的媒体框架 (Media Framework) 对音视频数据进行处理，为上层应用提供标准化的 API 接口。

详情请查阅 [Media Framework](https://gitee.com/open-vela/docs/tree/trunk-5.2/zh-cn/device_dev_guide/media/media_framework.md)。

### 图形子系统

图形子系统为构建流畅、美观的用户界面提供全栈支持，其核心组件包括：

- 驱动适配层（Driver）：标准化的接口层，支持各类输入（触摸屏、按键）和输出（显示屏）设备。（[驱动适配](https://gitee.com/open-vela/docs/tree/trunk-5.2/zh-cn/device_dev_guide/graphics)）
- 图形渲染库（LVGL）：基于 LVGL 开源库进行深度优化和功能扩展，支持 CPU 渲染与 GPU 硬件加速。
- 矢量渲染引擎（Vector Graphics Engine）：轻量级 API 实现，支持 SVG Tiny v1.2 标准，满足多样化的矢量图形绘制需求。
- UI套件库（UIKit）：包含高级组件和管理套件。（[uikit](../../../frameworks_graphics_uikit/blob/trunk/README_zh-cn.md)）
- 窗口管理（Window Manager）：提供完整的窗口生命周期管理、层级管理和事件分发功能。

## 三、硬件与模拟器支持

### 模拟器支持

在 PC 上通过 openvela Emulator 快速体验。

- 支持的模拟器：

- `goldfish-armeabi-v7a-ap`
    - `goldfish-arm64-v8a-ap`
    - `goldfish-x86_64-ap`

- [快速入门](https://gitee.com/open-vela/docs/tree/trunk-5.2/zh-cn/quickstart/openvela_ubuntu_quick_start.md)

### 开发板支持

openvela 支持一系列主流开发板，详细列表请参考[开发板支持列表](https://gitee.com/open-vela/docs/tree/trunk-5.2/zh-cn/dev_board/Development_Board.md)。

## 四、应用示例

我们提供丰富的原生应用和快应用示例，帮助开发者快速上手。

### 原生应用 (Native Apps)

这些示例展示了如何使用 openvela 的系统服务和子系统功能。

- [音乐播放器](https://gitee.com/open-vela/docs/tree/trunk-5.2/zh-cn/demo/Music_Player_Example_zh-cn.md)：演示音频播放、列表管理和后台服务。
- [智能手环](https://gitee.com/open-vela/docs/tree/trunk-5.2/zh-cn/demo/Smart_Band_Example_zh-cn.md)：演示睡眠监测、心率监测、音乐播放、秒表计时。
- [自行车码表](https://gitee.com/open-vela/docs/tree/trunk-5.2/zh-cn/demo/X_Track_zh-cn.md)：演示 GPS 定位、实时数据显示和运动轨迹记录。
- [计算器](https://gitee.com/open-vela/packages_demos/blob/trunk-5.2/calculator/Readme.md)：一个基础的 UI 与逻辑交互示例。
- [亲戚计算器](https://gitee.com/open-vela/packages_demos/blob/trunk-5.2/relation_calculator/Readme_zh-cn.md)：演示复杂的条件逻辑与算法实现。
- [打地鼠](https://gitee.com/open-vela/packages_demos/blob/trunk/Whackmole/README_zh-cn.md)：演示游戏循环、随机数生成和动画效果。

查看完整的原生应用列表，请访问[原生应用示例仓库](https://gitee.com/open-vela/packages_demos/blob/trunk-5.2/README_zh-cn.md)。

### 快应用（Quick Apps）

- [小米手环天气预报应用](https://gitee.com/open-vela/packages_fe_examples/blob/trunk-5.2/weather/README.md)：提供简洁直观的未来七日天气信息展示。
- [音乐播放器](https://gitee.com/open-vela/packages_fe_examples/blob/trunk-5.2/player/README.md)：演示一个基础的音乐播放器，包含音乐的播放，音量调节，歌单查看。
- [日历](https://gitee.com/open-vela/packages_fe_examples/blob/trunk-5.2/calendar/README.md)：演示一个基础的日历。

快应用相关示例正在持续丰富中。查看所有示例，请访问[快应用示例仓库](https://gitee.com/open-vela/packages_fe_examples/tree/trunk-5.2)。

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