Mehr als ein Mikrocontroller-RTOS

Obwohl Zephyr ursprünglich vor allem für Mikrocontroller entwickelt wurde, unterstützt es heute zahlreiche Prozessorarchitekturen, darunter ARM Cortex-M, RISC-V, x86 sowie ARM Cortex-A Prozessoren.

Dadurch kann Zephyr auch auf modernen Anwendungsprozessoren wie dem NXP i.MX91 (Cortex-A55) oder i.MX93 (Cortex-M33 + 1x/2xCortex-A55) eingesetzt werden. Auf dem Cortex-M33 kann Zephyr Echtzeitaufgaben übernehmen und kommuniziert über rpmg mit dem auf dem Cortex-A55 laufenden Linux-Betriebssystem. Wird Zephyr auf dem Cortex-A55 ausgeführt, profitiert der Entwickler von deutlich mehr Rechenleistung und Speicherressourcen als auf klassischen Mikrocontrollern, ohne auf die Vorteile eines schlanken Echtzeitbetriebssystems verzichten zu müssen.

Für viele Embedded-Anwendungen stellt Zephyr damit eine interessante Alternative zu Embedded Linux dar, insbesondere wenn keine komplexen Linux-Dienste oder grafischen Desktop-Umgebungen benötigt werden.

Weniger Software – weniger Angriffsfläche

Durch seinen modularen Aufbau enthält Zephyr nur die tatsächlich benötigten Komponenten. Dadurch reduziert sich die Software-Komplexität erheblich im Vergleich zu vollwertigen Linux-Systemen.

Dies bietet nicht nur Vorteile hinsichtlich Speicherbedarf und Bootzeit, sondern vereinfacht auch die Wartung und Absicherung von Produkten. Eine kleinere Codebasis bedeutet weniger potenzielle Schwachstellen, weniger Abhängigkeiten und einen geringeren Aufwand bei Sicherheitsupdates.

Gerade vor dem Hintergrund des europäischen Cyber Resilience Act (CRA) gewinnt dieser Aspekt zunehmend an Bedeutung. Hersteller müssen die Sicherheit ihrer Produkte über den gesamten Lebenszyklus gewährleisten und bekannte Schwachstellen zeitnah beheben. Ein schlankes Betriebssystem wie Zephyr kann dabei helfen, den Umfang der zu pflegenden Software deutlich zu reduzieren und Compliance-Anforderungen effizienter umzusetzen.

Moderne Benutzeroberflächen mit LVGL

Für grafische Embedded-Anwendungen lässt sich Zephyr hervorragend mit dem Open-Source-Grafikframework LVGL (Light and Versatile Graphics Library) kombinieren.

LVGL ermöglicht die Entwicklung moderner und ansprechender Benutzeroberflächen mit Widgets, Animationen, Touch-Bedienung und mehrsprachigen Oberflächen. Die Bibliothek wurde speziell für Embedded-Systeme optimiert und benötigt nur geringe Hardware-Ressourcen.

In Kombination mit leistungsfähigen Prozessoren wie dem i.MX93 lassen sich so kostengünstige HMI-Lösungen realisieren, die ohne ein vollständiges Linux-System auskommen und dennoch eine moderne Benutzererfahrung bieten.

Vorteile von Zephyr

• Open Source unter der Apache-2.0-Lizenz
• Aktive Entwicklung durch die Zephyr Community und die Linux Foundation
• Langzeitunterstützte (LTS) Versionen verfügbar
• Geringer Speicherbedarf und kurze Bootzeiten
• Skalierbar von Cortex-M-Mikrocontrollern bis zu Cortex-A-Prozessoren
• Umfangreiche Netzwerk- und Kommunikations-Stacks
• Moderne Sicherheitsfunktionen
• Ideal für IoT-, Industrie-, Medizin- und HMI-Anwendungen
• Gute Integration mit LVGL für grafische Benutzeroberflächen
• Reduzierte Software-Komplexität zur Unterstützung von CRA-konformen Produktentwicklungen

Zephyr auf F&S Modulen

F&S stellt für ausgewählte Module Board-Support-Packages (BSPs) für Zephyr bereit und unterstützt Kunden bei der Evaluierung und Integration in ihre Anwendungen. Die Kombination aus modernen NXP-Prozessoren, langjähriger Embedded-Erfahrung und dem offenen Zephyr-Ökosystem ermöglicht die Entwicklung leistungsfähiger und langfristig wartbarer Embedded-Produkte.