Große MCU-Hersteller schreiten nacheinander zur Tat, wird dieses Open-Source-RTOS die gesamte Branche dominieren?

„Wird Zephyr FreeRTOS übertreffen und der nächste König der RTOS werden? Es ist an der Zeit, dass eingebettete Ingenieure sich Zephyr RTOS ernsthaft ansehen.“ fragte ein Ingenieur bereits vor zwei Jahren.

In den letzten Jahren hat Zephyr eine sehr starke Dynamik. Einige Ingenieure sind sogar der Ansicht, dass sich Zephyr bei dieser Entwicklung in Zukunft möglicherweise den gesamten Markt beherrschen wird.

In diesem Jahr feiert Zephyr sein zehnjähriges Bestehen. In letzter Zeit haben auch die MCU-Hersteller ihre Unterstützung für Zephyr verstärkt, was diesem quelloffenen RTOS weiteren Schub verleiht.

Diese Hersteller erhöhen ihre Investitionen

TI: Aufstieg zum Platin-Mitglied, vollständige Integration in das Zephyr-Ökosystem

Am 1. Oktober kündigte TI an, die Unterstützung von Zephyr in seinen MCU-, MPU- und drahtlosen Verbindungsprodukten auszuweiten und gleichzeitig seinen Mitgliedsstatus im Zephyr-Projekt auf das höchste Niveau des Platin-Mitglieds zu heben.

Tatsächlich unterstützt TI Zephyr nicht erst seit kurzem, sondern bereits seit seiner Entstehung vor zehn Jahren. Früher tauchte Zephyr von TI jedoch hauptsächlich in einzelnen Produkten, einigen Entwicklungsboards oder bestimmten Softwarepaketen auf. Jetzt erfolgt eine umfassende Abdeckung seiner gesamten Produktpalette, mit dem Ziel, ein einheitliches, für die Serienproduktion geeignetes Entwicklungserlebnis zu bieten und Software-Fragmentierung zu vermeiden.

Bisher hatten verschiedene MCU-Hersteller jeweils eigene SDKs, RTOS, Treiber und Entwicklungswerkzeuge. Bei einem Wechsel der Hardware mussten die Softwareprojekte in der Regel ebenfalls angepasst werden. Durch die Unterstützung von Zephyr können Entwickler ihren ursprünglichen quelloffenen Workflow beibehalten und die unterste Hardwareebene auf TI-Produkte migrieren.

Früher wurde das Software-Ökosystem von MCU-Herstellern üblicherweise als Gesamtpaket verkauft: Chip, SDK, RTOS, IDE, Compiler und Treiber bildeten eine Einheit, sodass Entwickler zunehmend in dieses System eingebunden waren. Zephyr verfolgt einen anderen Ansatz: Entwickler erstellen zuerst ein Zephyr-Projekt und entscheiden anschließend, welcher MCU auf unterster Ebene ausgeführt werden soll.

Das bedeutet natürlich nicht, dass die eigenen Softwarewerkzeuge von TI verschwinden werden. Zephyr dient vielmehr dazu, einen Teil der Entwicklungsmethoden auf oberer Ebene zu vereinheitlichen. Marian Kost, Vizepräsident des Geschäftsfelds Drahtlose Verbindungen bei TI, bezeichnete Zephyr diesmal direkt als „Grundstein“ für die Arbeit von TI zur Überwindung der Barrieren zwischen Hardware und Software.

Infineon: ebenfalls Aufstieg zum Platin-Mitglied, Integration in Automobil-MCUs

Infineon kündigte ebenso wie TI am 1. Oktober an, Zephyr vollständig auf TRAVEO, PSoC und AURIX auszudehnen und gleichzeitig seinen Mitgliedsstatus im Zephyr-Projekt auf das höchste Niveau des Platin-Mitglieds zu heben.

Infineon unterstützt Zephyr bereits seit langem auf Produkten wie PSoC, diesmal stellt Infineon jedoch Automobil-MCUs in den Vordergrund. Derzeit treibt Infineon die Zephyr-Unterstützung auf TRAVEO und PSoC voran und bindet gleichzeitig AURIX und TriCore ein.

Das unterscheidet sich stark von dem früheren Bild, das viele Menschen von Zephyr hatten. In der Anfangsphase von Zephyr waren die häufigsten Anwendungen IoT, drahtlose MCUs und verschiedene Geräte mit begrenzten Ressourcen. AURIX gehört zu einer anderen Produktkategorie, die seit langem in Fahrzeugsteuerungen, Echtzeitsteuerungen und sicherheitsrelevanten Systemen eingesetzt wird und höhere Anforderungen an Zuverlässigkeit, Lebenszyklus und Softwarewartung stellt.

Die von Infineon genannten Inhalte gehen über die bloße „Unterstützung einiger weniger Chips“ hinaus. Das Unternehmen betont zudem Sicherheitsaktualisierungen für das IoT, Lebenszyklusmanagement, Sicherheitskonzepte für Automobil- und Industriesteuerungen sowie langfristige Unterstützung.

Clark Jarvis, Vertreter des Zephyr Governance Council bei Infineon, erklärte, dass das Unternehmen die Wiederverwendbarkeit und Portabilität von Software zwischen MCUs, Automobil-MCUs und Verbindungsprodukten verbessern möchte. Die Integration von AURIX in Zephyr beweist, dass Infineon bereit ist, Zephyr in Produktlinien mit höheren Anforderungen einzusetzen.

Silicon Labs: Stärkung des Zephyr-Ökosystems

Silicon Labs, ein Unternehmen, das derzeit von TI übernommen wird, ist seit jeher sehr aktiv. Silicon Labs trat 2021 der Zephyr-Community bei und wurde 2025 zum Platin-Mitglied befördert. Im vergangenen Monat veranstaltete Silicon Labs gemeinsam mit Dotstar Systems ein Austauschtreffen der Zephyr-Community, um das Zephyr-Ökosystem weiter zu vertiefen.

Als Platin-Mitglied erhöht Silicon Labs kontinuierlich seine Investitionen in dieses Ökosystem und hat das Simplicity SDK für Zephyr auf den Markt gebracht, das das offene Ökosystem von Zephyr mit der Hardware, Software, Dokumentation und dem technischen Support von Silicon Labs kombiniert. Derzeit unterstützt dieses SDK einige EFR32- und SiWx917-Bauteile, sodass Entwickler auf Basis der Hardware von Silicon Labs Wi-Fi- und Bluetooth-Low-Energy-Anwendungen mit Zephyr entwickeln können.

Silicon Labs plant zudem, die Board-Unterstützung und Beispielcodes für Zephyr weiter auszuweiten, Sicherheitsfunktionen wie Secure Boot und OTA zu stärken und den Codebeitrag zur oberen Community zu erhöhen. Diese Community-Veranstaltung zeigt auch, dass Zephyr zunehmend die Aufmerksamkeit von mehr Herstellern und Entwicklern gewinnt.

GigaDevice: tritt ebenfalls Zephyr bei

GigaDevice beschleunigt ebenfalls die Integration von GD32-MCUs in das Zephyr-Ökosystem. Am 31. August trat GigaDevice offiziell dem Zephyr-Projekt bei. GigaDevice gab an, dass das Projekt von der Linux Foundation gehostet wird, und das Unternehmen ist nun offiziell Doppel-Silber-Mitglied sowohl des Zephyr-Projekts als auch der Linux Foundation.

Derzeit hat GigaDevice die Zephyr-Anpassung mehrerer GD32-MCU-Serien abgeschlossen, einschließlich SoC-, BSP-Treibern und Board-Unterstützung. Die zugehörigen Codes sind im GD32-GitHub-Repository verfügbar. Das Ingenieurteam von GigaDevice trägt zudem kontinuierlich Codes und technischen Support zur Zephyr-Community bei.

In Zukunft plant GigaDevice, weitere GD32-Produkte anzupassen, mehr Chip-Unterstützung in den Hauptzweig von Zephyr einzubringen, gleichzeitig am Aufbau des inländischen Zephyr-Ökosystems teilzunehmen und Entwicklern mehr Softwareressourcen und Entwicklungsoptionen zur Verfügung zu stellen.

Die Entwicklungen dieser Hersteller sind beachtenswert

NXP, eines der Gründungsplatinmitglieder von Zephyr, beteiligt sich seit Beginn des Projekts aktiv daran. NXP schätzt die quelloffene Neutralität und die Skalierbarkeit über verschiedene Produktportfolios von Zephyr, bietet Zephyr-Unterstützung auf mehreren MCU/MPU-Plattformen an und hofft, durch Zephyr Fragmentierung zu reduzieren sowie Sicherheits- und Verbindungsfunktionen auf einer einheitlichen Grundlage aufzubauen, sodass mehrere Unternehmen gemeinsam ein stärkeres Ökosystem aufbauen können.

ST wurde 2024 Silbermitglied der Zephyr-Community. Die Beiträge von ST konzentrieren sich auf die STM32-Serie von MCUs und zugehörige Peripherietreiber. Die neueste Version Zephyr 4.4.0 fügt unter anderem Unterstützung für die MCU-Serien STM32C5, STM32H5, STM32U3 und STM32WBA2X hinzu.

Das 2025 von ADI veröffentlichte CodeFusion Studio 2.0 unterstützt nun den vollständigen AI-Workflow: Entwickler können ihre eigenen Modelle mitbringen und diese effizient auf den Prozessoren und Mikrocontrollern von ADI bereitstellen. Ein neues modulares Framework auf Basis von Zephyr unterstützt die Laufzeitleistungsanalyse von AI/ML-Workloads, sodass eine schichtweise Analyse möglich ist und eine nahtlose Integration mit heterogenen Plattformen von ADI erreicht wird.

Im Juni 2025 kündigte Renesas an, seinen Mitgliedsstatus auf Platin zu heben. Aish Dubey, Führungskraft bei Renesas, erklärte, dass das Unternehmen sich dafür einsetze, „OSS-basierte RTOS-Lösungen in allen Branchen weit verbreitet einzusetzen“, und eng mit der Leitung von Zephyr zusammenarbeiten werde, um die Einhaltung der zunehmend strengeren Anforderungen an funktionale Sicherheit und Cybersicherheit zu beschleunigen. Zuvor unterstützte Zephyr bereits mehrere Mikrocontroller von Renesas (unter anderem Serien RX und RA). Diese neue Beförderung zeigt, dass das Unternehmen seine Investitionen weiter erhöhen wird, um den Einfluss von Zephyr im IoT- und Hochleistungsbereich auszuweiten.

Zephyr ist ein Kernbestandteil des Nordic nRF Connect SDK. Im September 2025 stellte Nordic die Integration der neuen Generation von Wi-Fi-SoCs (Serie nRF70) mit Zephyr vor: Mit Zephyr RTOS realisiert diese Lösung die stromsparende Wi-Fi 6-Funktion und bietet Cloud-fähige Fähigkeiten für Drittanbieter-MCUs.

In diesem September kündigte Zephyr zudem sieben neue Silbermitglieder an: Canonical, Dojo Five, GigaDevice, Morse Micro, Northern.tech, Siemens und Space Cubics. Dieses Wachstum markiert zehn Jahre Zusammenarbeit und geschäftliche Expansion im eingebetteten Ökosystem.

Zephyr behindert keine Differenzierung

Die Unterstützung von Zephyr bedeutet nicht, dass Chiphersteller alle ihre eigenen HAL, Treiber und untersten Ebenen-Funktionen vollständig ersetzen müssen. Das wird im Weißbuch von Zephyr selbst sehr klar dargelegt.

Allgemeine GPIO, UART und SPI können über den einheitlichen Treiber von Zephyr ausgeführt werden. Wenn ein bestimmter Code besonders empfindlich auf Echtzeit reagiert, kann auch direkt auf Register zugegriffen werden, Direct IRQ, DMA verwendet werden oder sogar direkt auf die HAL- und DSP-Bibliotheken des Herstellers zugegriffen werden.

Mit anderen Worten: Zephyr zwingt nicht dazu, alle Chips in ein einheitliches Format zu bringen. Die Chips verfügen über eigene DMA, spezielle Peripheriegeräte, Beschleuniger und Debug-Funktionen, die weiterhin uneingeschränkt genutzt werden können.

Das ist auch der Grund, warum Zephyr von Halbleiterherstellern relativ leicht akzeptiert wird. Die HAL, Treiber und Middleware, an denen die Hersteller viele Jahre gearbeitet haben, müssen nicht vollständig neu geschrieben werden – sie müssen nur in das Projekt-System von Zephyr eingebunden werden.

Das gibt den Herstellern zudem ausreichend Freiheitsspielraum.

Warum Zephyr in den letzten zwei Jahren zunehmend an Bedeutung gewinnt

Der Grund für die Bedeutung von Zephyr liegt in den Veränderungen, die bei MCUs stattfinden.

Die Software auf MCUs wird immer umfangreicher und komplexer. Drahtlose Protokolle, Secure Boot, OTA, Netzwerkverbindungen, Edge-AI und Fernwartung dringen allmählich von Hochleistungssystemen in gewöhnliche eingebettete Produkte ein. Mit der zunehmenden Menge an Software steigen auch die Kosten für die Wartung der Basissoftware durch die Chiphersteller.

Auch im Bereich Sicherheit gibt es Veränderungen. Nach der Auslieferung der Geräte müssen weiterhin Schwachstellen behoben, CVEs bearbeitet und Software aktualisiert werden – der Produktlebenszyklus kann mehrere Jahre betragen. TI betonte in seiner Meldung besonders das EU-Cyberresilienzgesetz (CRA), und die diesjährige Entwicklerkonferenz von Zephyr legte zudem den Schwerpunkt auf Themen wie Sicherheit, CRA, Verbindungen, Entwicklungswerkzeuge, Tests sowie Anwendungen in Automobil- und Industriebereichen.

Darüber hinaus halten Werkzeuge wie Git, CMake, VS Code und CI/CD zunehmend Einzug in die eingebettete Entwicklung. Entwickler möchten nicht für jeden neuen MCU ein eigenes Entwicklungsumfeld neu aufbauen – Zephyr trifft genau diese Veränderung.

Wie Ingenieure Zephyr bewerten

Ein Ingenieur ist der Ansicht, dass Zephyr sehr gut zu bedienen ist. Er nutzte Zephyr bereits bei der Arbeit mit der Nordic-Plattform und ist inzwischen vollständig auf die ausschließliche Verwendung von Zephyr umgestiegen. Einer der Vorteile ist die gute Integration mit Entwicklungswerkzeugen wie west und CMake. Er hat zudem sein eigenes SDK auf Basis von Zephyr aufgebaut, dessen Entwicklungsumfeld über west und Git konfiguriert und abgerufen werden kann. Für die Projektmigration zwischen verschiedenen SoCs dauern einfache Projekte in der Regel etwa einen halben Tag, sodass der gesamte Entwicklungsprozess sehr komfortabel ist.

Einige Ingenieure analysieren, dass Zephyr zunehmend Unterstützung von mehr Chipherstellern erhält: Hersteller wie TI, Infineon und Nordic erhöhen ihre Investitionen, und inländische Hersteller von Bluetooth-Chips und MCUs beginnen teilweise bereits, Zephyr zu integrieren. Für Chiphersteller senkt die Unterstützung von Zephyr die Hürden für die Migration von Entwicklern; für Entwickler bedeutet dies, dass Software-Stack und Hardware zunehmend entkoppelt werden können.

Dennoch sind viele Menschen der Ansicht, dass man das einfachste und am weitesten verbreitete Tool nutzen sollte – man sollte nicht blind einer Technik folgen, nur weil andere davon sprechen, und dadurch Zeit und Energie verschwenden, Techniken mit geringer Marktnachfrage lernen und am Ende kein Geld verdienen.

„Zephyr ist derzeit für Neulinge abschreckend.“ Das wird von vielen Ingenieuren immer wieder erwähnt. Ein typisches Beispiel ist das Device Tree. Für Entwickler, die seit langem mit Linux arbeiten, ist das Device Tree nichts Unbekanntes – aber für Ingenieure, die an die traditionelle MCU-Entwicklung gewöhnt sind, ist es bei der ersten Begegnung mit der gesamten Toolchain aus Device Tree, Kconfig, west und CMake leicht, abgeschreckt zu werden.

Einige Personen stießen sogar auf Probleme mit wiederholt fehlgeschlagenen Konfigurationen der Entwicklungsumgebung. Sie versuchten es mehrmals gemäß der offiziellen Dokumentation ohne Erfolg, bis sie schließlich zu einer älteren kleinen Version zurückkehrten und die Umgebung zum Laufen brachten – der gesamte Vorgang dauerte eine ganze Woche.

Es gibt seit langem Diskussionen über Zephyr und FreeRTOS. Einige Ingenieure analysieren, dass das Wichtigste bei einem RTOS die sichere Kontrolle, Einfachheit und eine gute Fehlerdiagnose ist. Der Kerncode von FreeRTOS ist relativ einfach, und die Verwendungslogik von Tasks, Warteschlangen, Semaphoren und anderen Komponenten ist bereits vielen eingebetteten Ingenieuren vertraut, sodass Risiken im Entwicklungsprozess leichter kontrolliert werden können. Im Vergleich dazu bietet Zephyr umfangreichere Funktionen und kann tatsächlich einen Teil der unteren Entwicklungsarbeit reduzieren – aber je mehr Komponenten eingeführt werden, desto höher können auch die Kosten für Wartung und Fehlerdiagnose steigen. Insbesondere in Serienprodukten können die nachfolgenden Wartungskosten bei auftretenden Problemen wie Speicherüberläufen oder Komponenteninkompatibilitäten weit höher ausfallen als die Zeit, die in der Entwicklungsphase eingespart wurde.

Ein weiteres praktisches Problem ist, dass der Lebenszyklus vieler MCU-Projekte sehr lang ist. Unternehmen wechseln die MCU-Modelle normalerweise nicht häufig, nur weil ein Projekt einen Chip austauschen muss. Ein Chip kann von der Serienproduktion bis zur Einstellung der Produktion viele Jahre lang verwendet werden, und das Projektteam hat nicht unbedingt einen großen Bedarf an der Migration zwischen verschiedenen MCUs. In diesem Fall ist die von Zephyr hervorgehobene Portabilität zwischen verschiedenen SoCs nicht unbedingt für alle Projekte erforderlich.

Der Ressourcenverbrauch ist ein weiteres Thema, das Ingenieure besonders beachten. Der Kostenwettbewerb auf dem