Nach zehn Jahren der harten Arbeit – was hat Zyphry richtig gemacht?

Vor zehn Jahren stellten eine Gruppe von Ingenieuren aus Unternehmen wie Intel, Wind River, NXP und Synopsys auf der Embedded World Conference das Zephyr RTOS vor - ein minimalistisches, quelloffenes, portables und sicheres Echtzeitbetriebssystem (RTOS). Damals hatte sein Kern nur eine Größe von 8 KB bis 512 KB, konnte auf Hardware mit extrem begrenzten Ressourcen laufen und war mit dem Ziel der offenen Governance und integrierter Sicherheitsmaßnahmen konzipiert. Heute hat sich Zephyr zu einer globalen Produktionsplattform entwickelt, die das Internet der Dinge (IoT) von einfachen Sensoren bis hin zu komplexen industriellen Systemen abdeckt und Anwender in den Bereichen Konsumelektronik, industrielle Steuerung, Medizin und vielen anderen umfasst.

Zephyr betonte von Anfang an Offenheit und Flexibilität: Es wird von der Linux Foundation verwaltet, hat quelloffenen Code, ist unabhängig von Anbietern und ermutigt Hersteller und die Community, gemeinsam ein Ökosystem aufzubauen. Im Vergleich zu geschlossenen proprietären RTOS erlaubt Zephyr Entwicklern die freie Wahl der Hardwareplattform und die Wiederverwendung desselben Codes über mehrere Architekturen hinweg; dies reduziert erheblich die Wiederholungsarbeit und die Entwicklungskosten zwischen verschiedenen Produktlinien.

Als quelloffenes Echtzeitbetriebssystem hat sich Zyphyr in nur zehn Jahren von einem kleinen Experimentierprojekt zu einer Kernplattform der Embedded-Industrie entwickelt. Sein Erfolg ist auf verschiedene Faktoren zurückzuführen, wie die offene und neutrale Community-Governance, das reiche Ökosystem, die Hardwareunterstützung für verschiedene Architekturen sowie die Sicherheits- und Wartbarkeitsgestaltung. Halbleiterhersteller wie NXP, Silicon Labs und STMicroelectronics haben dieses Ökosystem durch die Bereitstellung von Hardwareunterstützung, quelloffenen Treibern und Entwicklungstools gestärkt.

Hintergrund und Ursprung

Das Zephyr-Projekt trat erstmals 2016 auf der Embedded World Conference in Nürnberg, Deutschland, auf. Die Vorgängerversion war das Rocket RTOS von WindRiver (eine abgeleitete Version von Virtuoso), das 2016 in ein von der Linux Foundation verwaltetes quelloffenes Projekt umgewandelt und in Zephyr umbenannt wurde. Unternehmen wie Intel, NXP und Synopsys waren als Gründungsmitglieder an der Projektstartphase beteiligt und hatten das Ziel, ein "kleines und feines" RTOS zu entwickeln, das einen Kern von 8 KB bis 512 KB beansprucht, eine portable Architektur hat und von Anfang an auf Sicherheit und quelloffene Governance setzt. Durch die Governance-Struktur der Linux Foundation bleibt Zephyr unabhängig von Herstellern und quelloffen und transparent, vermeidet Monopole und Sperrungen und ermöglicht es jedem Hersteller und Entwickler, am Projekt teilzunehmen und Code beizutragen.

Basierend auf diesem Grundkonzept hat sich Zephyr von einem ursprünglich vereinfachten Kern und begrenzter Geräteunterstützung zu einer vollständigen Plattform entwickelt: Es wurden moderne Scheduling- und Kernservices, Dateisysteme, Logging, Kryptografie, sicherer Bootvorgang, drahtlose Protokollstapel, Geräteverwaltungsframeworks und andere Funktionen hinzugefügt. Bis Ende 2024 unterstützte Zephyr über 750 Platinen, die acht Architekturen wie ARM und RISC-V sowie Hunderte von Sensoren abdecken. Hinter diesem Wachstum stecken die kontinuierlichen Beiträge von Tausenden von globalen Mitwirkenden. Im Jahr 2024 gab es über 100.000 Commits, und die Anzahl der unterstützten Platinen belief sich insgesamt auf über 750.

Schlüsselfaktoren für den Erfolg

Der Erfolg von Zephyr ist zwangsläufig, wobei die starker Unterstützung der Ökosystempartner der wichtigste Faktor ist.

Offene und neutrale Governance-Modelle: Zephyr bleibt unter der Verwaltung der Linux Foundation unabhängig von Herstellern, und alle Mitwirkenden (einschließlich Intel, NXP, Silicon Labs, ST und ARM) arbeiten gemeinsam an der Weiterentwicklung des Projekts. Ein solches Modell vermeidet die Abhängigkeit von einem einzelnen Hersteller und ermöglicht es Entwicklern, die Hardwarehersteller frei zu wählen, ohne sich um die Softwarekompatibilität zu sorgen. Die Gründungsmitglieder wie NXP waren von Anfang an motiviert, die Fragmentierung zu überwinden und eine einheitliche Grundlage aufzubauen, und investierten gemeinsam in die Entwicklung von Netzwerken, Sicherheit und Treibern.

Reife des Ökosystems und der Community: Zephyr verfügt über eine aktive Community und reiche Ökosystemressourcen. Die Anzahl der globalen quelloffenen Mitwirkenden steigt jedes Jahr an. Im Jahr 2024 waren es über 1.100 Mitwirkende, wobei mehr als die Hälfte erstmals beitrug. Die Communityaktivitäten sind lebhaft, und es werden jährlich mehrere technische Vorträge, Workshops und globale Stadtbegegnungen durchgeführt. Viele Hersteller haben Kooperationsorganisationen gegründet und Schulungen durchgeführt, was die Lernschwelle für Neueinsteiger erheblich gesenkt hat. Die Untersuchung in der offiziellen Zephyr-Whitepaper zeigt auch, dass die Reife des Ökosystems der wichtigste Faktor für Entwickler bei der Auswahl eines RTOS ist. Heute verfügt Zephyr über über 900 unterstützte Platinen (einschließlich MCU und SoC) und 275 Sensoren, sowie Hunderte von Middleware- und Protokollmodulen, und bildet eine vollständige Plattform, die "out-of-the-box" Lösungen für Geräteentwickler bietet.

Hardwareportabilität und Unterstützung für mehrere Architekturen: Zephyr unterstützt von Anfang an mehrere Prozessorarchitekturen (wie ARM, RISC-V, ARC, Tensilica und x86). Diese Unterstützung für mehrere Architekturen ermöglicht es, Code über verschiedene Chipfamilien hinweg wiederzuverwenden, was die Entwicklungskosten bei der Hardwareumstellung erheblich senkt. Eine Branchenumfrage zeigt, dass 49 % der Zephyr-Benutzer "Hardwareportabilität" als den wichtigsten Vorteil angeben. In der Praxis können Entwickler bei der Einstellung eines Chips oder bei der Erweiterung eines Projekts einfach die Gerätetree-Konfiguration aktualisieren, um schnell zu portieren und so die teuren Kosten eines Neustarts zu vermeiden. Darüber hinaus verstärken das modulare Design von Zephyr und moderne Toolketten wie das West-Build-Tool die Effizienz der Codewiederverwendung und der plattformübergreifenden Entwicklung.

Sicherheits- und Compliance-Design: Sicherheit ist seit jeher ein zentrales Anliegen von Zephyr. Bereits in der frühen Phase des Projekts wurde ein Sicherheitsausschuss eingerichtet, und es wurden Sicherheitscodierungsrichtlinien und ein Prozess zur Reaktion auf Sicherheitslücken eingeführt. Seit 2017 ist Zephyr eine autorisierte CVE-Nummerierungsstelle, 2018 erhielt es das Gold-Award der Core Infrastructure Initiative der Linux Foundation, und es wird kontinuierlich automatisierte SBOM-Tools eingesetzt. Dadurch hat Zephyr in Bezug auf die Sicherheitstransparenz und die Reaktionsgeschwindigkeit stetig zugenommen. Heute verfügt Zephyr über ein spezielles Produkt-Sicherheits-Emergency-Response-Team (PSIRT), das mit der Community zusammenarbeitet, um Sicherheitslücken schnell zu beheben und die strengen Anforderungen der Branche zu erfüllen. Im Jahr 2024 hat das Projekt die Anerkennung des funktionellen Sicherheitskonzepts nach IEC 61508 erhalten und arbeitet an der Zertifizierung einschließlich des Qualitätsmanagementprozesses, was bedeutet, dass Zephyr in sicherheitskritische Umgebungen (wie Industrie und Automobil) expandiert.

Vollständige Middleware und Verbindungskapazität: Zephyr integriert eine reiche Unterstützung für Netzwerke und Peripheriegeräte, einschließlich IPv4/IPv6, CoAP, MQTT, Bluetooth LE, 802.15.4/Zigbee, Thread, Wi-Fi und anderen Protokollstapeln; es gibt auch verschiedene Dateisysteme und Mechanismen für die Geräte-Firmware-Update (DFU). Diese voreingebauten Funktionen reduzieren die Arbeit der Benutzer bei der eigenen Portierung von Protokollstapeln und verkürzen die Produktentwicklungszeit erheblich. Darüber hinaus leisten Hersteller und die Community kontinuierlich Beiträge an Sensor-Treibern, Kommunikations-Treibern und Künstliche-Intelligenz-Unterstützungslibraries (wie synthetische Datengenerierung, TinyML-Toolkette und andere), was Zephyr in Szenarien der Edge-Computing, IoT und AIoT ein starkes Anwendungspotenzial verleiht.

Lange Unterstützung und Wartung: Die Versionsverwaltung von Zephyr betont die LTS (Langzeitunterstützung)-Versionen. Die Version 3.7 (veröffentlicht 2024) ist als LTS-Version konzipiert und bietet eine Sicherheits- und Stabilitätsunterstützung von 2,5 Jahren. Diese Strategie bietet Produktentwicklern eine zuverlässige Grundlage und garantiert, dass Sicherheitsupdates das System nicht unterbrechen. Der technische Roadmap der Community beachtet auch langfristig die Wartbarkeit, beispielsweise durch die schrittweise Einführung von statischer Analyse, MISRA-Richtlinien und einem umfassenden CI-Testprozess, um die mit der Zeit zunehmenden Wartungskosten zu senken.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die offene Zusammenarbeit und die Beiträge vieler Parteien dazu beigetragen haben, dass die Zephyr-Plattform immer reifer wird: Heute ist es nicht nur ein RTOS-Kern, sondern ein ganzes Ökosystem. Die Erfolge von Zephyr finden sich in verschiedenen Bereichen, von tragbaren Geräten und intelligenten Haushaltsgeräten bis hin zur industriellen Automatisierung, was seine Reife und Skalierbarkeit zeigt. Dennoch steht Zephyr im quelloffenen Modell immer noch vor Herausforderungen wie einer steilen Lernkurve, hohen Langzeitwartungs- und Zertifizierungskosten, und es ist erforderlich, die Toolkette und die Schulungsunterstützung kontinuierlich zu verbessern.

Starke Unterstützung der Chiphersteller

Der Erfolg von Zyphyr ist auf die starke Unterstützung der unteren Chiphersteller zurückzuführen. Die weltweit führenden MCU-Hersteller unterstützen Zyphyr uneingeschränkt.

NXP

Als einer der Gründungs-Platin-Mitglieder von Zephyr hat NXP seit Projektbeginn aktiv daran teilgenommen. NXP schätzt die quelloffene Neutralität und die Skalierbarkeit über verschiedene Produktportfolios hinweg und bietet Zephyr-Unterstützung auf mehreren MCU/MPU-Plattformen. NXP hat zahlreiche Treiber und Beispiele für Chip-Serien wie Kinetis, LPC, i.MX und Edge-Prozessoren eingereicht. Um die Entwicklung des Ökosystems zu fördern, hat NXP maßgeschneiderte Einführungsleitfäden und Vorlagen veröffentlicht und seine Haupt-Evaluierungsplatinen (wie die FRDM-Entwicklungsplatinen-Serie) für den schnellen Start von Zephyr unterstützt. Die MCUXpresso IDE von NXP bietet auch Zephyr-Beispielprojekte. Darüber hinaus hat NXP in den letzten Jahren Schulungsworkshops für Hochschulen und Unternehmen organisiert und Tausende von FRDM-Platinen vergeben, um Entwickler zu motivieren, Zephyr auszuprobieren. In seinem offiziellen Blog hat NXP angegeben, dass es die Fragmentierung durch Zephyr reduzieren und die Sicherheits- und Verbindungskapazitäten auf einer einheitlichen Grundlage aufbauen möchte, um es mehreren Unternehmen zu ermöglichen, ein stärkeres Ökosystem gemeinsam aufzubauen.

Silicon Labs

Silicon Labs ist seit 2021 Mitglied der Zephyr-Community (2025 wurde es zu einem Platin-Mitglied aufgewertet). Als Marktführer im Bereich drahtloser Verbindungen hat Silicon Labs die Unterstützung für seine Serie drahtloser Chips (wie EFR32-Bluetooth/Wi-Fi/Thread-Chips) in Zephyr eingeführt. Das Unternehmen hat im Zephyr-Upstream die entsprechenden Treiber und Netzwerkprotokollstapel eingereicht und ist für die Wartung von drahtlosen Protokollen wie Wi-SUN, Zigbee und Bluetooth verantwortlich. Anfang 2026 hat Silicon Labs das Simplicity SDK auf Basis von Zephyr vorgestellt, das Entwicklern einen von Herstellern validierten drahtlosen Stapel und Treiber bietet und eine langfristige Unterstützung garantiert. Silicon Labs betont die Konsistenz zwischen dem Upstream-Zephyr und seinem Downstream-SDK, um sowohl quelloffene Innovation als auch kommerzielle Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Darüber hinaus ist Silicon Labs auch in den Communityaktivitäten sehr aktiv: Sein technischer Leiter war 2026 Vorsitzender des Zephyr-Rats und veranstaltete gemeinsam mit anderen Mitgliedern technische Austauschveranstaltungen. Silicon Labs hat auch über GitHub (Repository zephyr-silabs) Anpassungsbeispiele veröffentlicht und so die Entwickler-Community gefördert. Seine Bemühungen haben dazu beigetragen, dass die Anwendungen von Zephyr im drahtlosen Bereich des Internets der Dinge reicher geworden sind und eine stabile Grundlage für Projekte wie Zigbee-Smart-Home bereitgestellt wird.

STMicroelectronics

STMicroelectronics ist 2024 ein Silbermitglied der Zephyr-Community geworden. Die Beiträge von ST konzentrieren sich auf die STM32-Serie von MCU und die dazugehörigen Peripheriegerätetreiber. ST-Ingenieure haben seit langem Code an das Zephyr-Projekt beigetragen, einschließlich der Unterstützung für USB-Controller, LCD-TFT-Anzeigen, Netzwerkkarten, Niedrigstrombetriebsmodi und andere Hardware. Sie haben auch viel Zeit und Mühe in die Prüfung externer Beiträge investiert, um sicherzustellen, dass die Verbesserungscode von Drittanbietern für die STM32-Plattform zeitnah validiert und integriert wird. Die neueste Version Zephyr 4.4.0 hat die Unterstützung für die STM32C5-, STM32H5-, STM32U3-, STM32WBA2X- und andere Serie von MCU hinzugefügt. In praktischen Fällen hat ST Zephyr mit seinem STM32Cube-Ökosystem kombiniert und reiche Beispiele, Dokumentation und Hardwareplattformen bereitgestellt. In seinem Blog hat ST die Entwickler empfohlen, über die Zephyr-Dokumentationsseite und die Discord-Community (z. B. den #STM32-Kanal) schnell einzusteigen. Auf Communityebene hat ST auch Zephyr durch Partnerprojekte, Schulungen und quelloffene Foren aktiv propagiert und durch Demonstrationsprojekte gezeigt, wie Touchscreens, Sensor-Treiber und andere auf Zephyr laufen. Die kontinuierliche Beteiligung von ST hat die Zuversicht der Branche an der Anwendbarkeit von Zephyr in Fachbereichen wie industrieller Steuerung und Internet der Dinge weiter gesichert.

ADI

Das 2025 veröffentlichte CodeFusion Studio 2.0 von ADI unterstützt jetzt einen vollständigen KI-Arbeitsablauf. Entwickler können eigene Modelle mitbringen und diese effizient auf ADIs Prozessoren und Mikrocontroller deployen, von energieeffizienten Edge-Geräten bis hin zu leistungsstarken DSPs (Digital-Signal-Processor). Die neueste Plattform basiert auf Microsofts Visual Studio Code und verfügt über einen eingebauten Modelkompatibilitätsprüfer, Leistungsanalysewerkzeuge und Optimierungsfunktionen, um eine robuste und zuverlässige Implementierung zu gewährleisten und gleichzeitig die Zeit bis zum Markteintritt des Produkts zu verkürzen.

Das neue modulare Framework auf Basis von Zephyr unterstützt die Laufzeitleistungsanalyse von KI/ML-Workloads, ermöglicht so die Schichtweise-Analyse und kann nahtlos mit ADIs heterogenen Plattformen integriert werden. Die Zusammenfassung der Toolkette vereinfacht nicht nur die Machine-Learning-Implementierung, sondern verbessert auch die systemweite Leistungsüberprüfung.

Texas Instruments

TI ist ebenfalls eines der Silbermitglieder von Zephyr und hat seit langem Upstream-Code für Zephyr beigetragen. Auf der offiziellen TI-Website heißt es, dass das TI-Team seit der Gründung von Zephyr im Jahr 2016 aktiv am Projekt beteiligt ist und die Twister- und Ztest-Frameworks von Zephyr nutzt, um die Qualität seiner Produkte zu gewährleisten. TI unterhält auch Downstream-Repositories für Zephyr für drahtlose Anwendungen, MCU und Echtzeitsteuerungen, sodass Entwickler die neuesten