Fórum de Sistemas Embarcados e IoT 2025

Palestra: Zephyr RTOS: Primeiros Passos
Palestrante: Jorge Guzman

Contém código de exemplo, guias de instalação e documentação prática para desenvolvedores que desejam começar a trabalhar com Zephyr RTOS.

Sobre

Material prático para iniciantes que desejam começar a trabalhar com Zephyr RTOS, desde a instalação do ambiente até a execução do primeiro projeto.

🛠️ Hardware Utilizado

Este projeto foi desenvolvido e testado com:

• PC: Ubuntu 22.04
• Placa: Linum (STM32H753BI) da witte technology
• Zephyr RTOS: v4.2.0
• Zephyr SDK: v0.17.2

1. Guia de instalação

Guia de instalação do ambiente de desenvolvimento do Zephyr RTOS: Getting Started Guide

1.1 Placas Suportadas

Lista completa de placas suportadas pelo Zephyr RTOS: Boards Supported

1.2 Device Tree (DTS)

Documentação de bindings e configuração de Device Tree para periféricos: Device Tree (DTS) Documentation

1.3 Template de Projeto

Repositorio git com o exemplo de template para iniciar um novo projeto com Zephyr RTOS: exemple-application

1.4 Portando Novas Placas

Guia oficial para portar um hardware customizado usando o Zephyr RTOS: Board Porting Guide

2. Build Manual

Antes de compilar, ative o ambiente virtual e configure as variáveis do Zephyr:

app$ source ~/zephyrproject/.venv/bin/activate
app$ export ZEPHYR_BASE=~/zephyrproject/zephyr

Build otimizada para ambiente de produção

app$ west build -b linum -p -- -DDTC_OVERLAY_FILE=boards/linum.overlay
-- Zephyr version: 4.2.0 (/home/jaga/zephyrproject/zephyr), build: v4.2.0
[160/160] Linking C executable zephyr/zephyr.elf
Memory region         Used Size  Region Size  %age Used
           FLASH:       23804 B         2 MB      1.14%
             RAM:        4864 B       512 KB      0.93%
...

Build com símbolos de debug e logs habilitados:

app$ west build -b linum -p -- -DDTC_OVERLAY_FILE=boards/linum.overlay -DOVERLAY_CONFIG=debug.conf
[198/198] Linking C executable zephyr/zephyr.elf
Memory region         Used Size  Region Size  %age Used
           FLASH:       79900 B         2 MB      3.81%
             RAM:         13 KB       512 KB      2.54%
...

Comando para gravacao do binario gerado

app$ west flash

Comando para analise de consumo de memoria flash e ram

app$ west build -t rom_report
app$ west build -t ram_report

3. Build e Debug Utilizando o VSCode

Para habilitar o debug no VSCode, é necessário instalar dois pacotes adicionais, que incluem os drivers para ST-Link e J-Link, essenciais para a depuração de dispositivos STM32.

• STM32CubeIDE
• STM32CubeProgrammer

Os seguintes arquivos devem ser criados no diretório raiz do projeto para configurar o ambiente de build e debug no VSCode:

app$ tree .vscode
.vscode
├── launch.json
├── settings.json
└── tasks.json
└── extensions.json

3.1. Arquivo extensions.json

Este arquivo recomenda automaticamente as extensões essenciais do Visual Studio Code para configurar o ambiente de desenvolvimento com Zephyr RTOS.

3.2 Arquivo settings.json

Este arquivo configura o ambiente de desenvolvimento do Visual Studio Code para projetos Zephyr RTOS.

Ele contém as seguintes configurações principais:

Ambiente Python e Zephyr

• Define o interpretador Python do ambiente virtual do Zephyr
• Configura as variáveis ZEPHYR_BASE e ZEPHYR_SDK_INSTALL_DIR

Depuração (Cortex-Debug)

• Configura caminhos para a toolchain ARM, OpenOCD e GDB do Zephyr SDK 0.17.2
• Habilita depuração de microcontroladores ARM

IntelliSense C/C++

• Inclui automaticamente o arquivo de configuração do Zephyr (autoconf.h)
• Define caminhos de busca para headers do projeto e do Zephyr
• Utiliza o banco de dados de compilação (compile_commands.json) gerado pelo West
• Configura padrões C11 e C++20

Configurações do Editor

• Desabilita modo preview de arquivos
• Aumenta histórico do terminal para 50.000 linhas
• Personaliza aparência de código inativo

3.3 Arquivo tasks.json

Este arquivo automatiza o processo de build, depuração e gravação de firmware utilizando o West, a ferramenta de gerenciamento de projetos do Zephyr.

3.4 Arquivo launch.json

Este arquivo de configuração define diferentes perfis de depuração para o microcontrolador utilizando as interfaces J-Link e ST-Link.

4. Referências e Arquivos de Verificação

4.1 Board Support Package (BSP)

• BSP Linum
  • Board Support Package (BSP) da placa Linum
  • Inclui configuração padrão de hardware (DTS), Kconfig e definições de pinagem
  • Base para as customizações feitas via overlays no projeto

4.2 Arquivos Gerados pelo Build

Após compilar o projeto, o Zephyr gera arquivos úteis para verificar a configuração final do sistema. Estes arquivos ajudam a validar quais macros foram habilitadas e como os arquivos DTS + overlays foram combinados:

• zephyr.dts

  • Device Tree final gerado após processar todos os arquivos .dts, .dtsi e .overlay
  • Útil para verificar a configuração completa do hardware

• autoconf.h

  • Configuração final do Kconfig após merge de prj.conf + arquivos .conf extras (debug.conf, board overlays, etc)
  • Contém todas as macros CONFIG_* ativas no projeto
  • Útil para verificar quais features e módulos foram habilitados

• zephyr.map

  • Mapa de memória do binário compilado
  • Mostra o tamanho e localização de funções, variáveis e símbolos na memória
  • Útil para análise de uso de memória e otimização