Zephyr RTOS selama sepuluh tahun pengembangan telah menjadi platform ekosistem embedded open source yang matang

Penulis artikel, sumber: Dunia Teknik Elektronik

Sepuluh tahun lalu, sekelompok insinyur dari perusahaan-perusahaan seperti Intel, Wind River, NXP, dan Synopsys meluncurkan Zephyr RTOS di Konferensi Embedded World—sebuah sistem operasi real-time (RTOS) yang minimalis, open-source, portabel, dan aman. Pada saat itu, kernel-nya hanya berukuran 8KB–512KB, mampu berjalan pada perangkat keras dengan sumber daya sangat terbatas, dan dirancang dengan prinsip tata kelola terbuka serta praktik keamanan bawaan. Hari ini, Zephyr telah berkembang menjadi platform produksi global yang mencakup IoT dari sensor sederhana hingga sistem industri kompleks, dengan pengguna di berbagai bidang seperti elektronik konsumen, kontrol industri, dan medis.

Zephyr sejak awal menekankan keterbukaan dan fleksibilitas: ia didasarkan pada tata kelola Linux Foundation, bersifat open source dan netral terhadap vendor, serta mendorong berbagai pihak dan komunitas untuk bersama-sama membangun ekosistem. Dibandingkan dengan RTOS propieter tertutup, Zephyr memungkinkan pengembang untuk memilih platform perangkat keras secara bebas dan menggunakan kode yang sama lintas berbagai arsitektur; hal ini secara signifikan mengurangi pekerjaan berulang dan biaya pengembangan di antara berbagai lini produk.

Sebagai sistem operasi real-time open source, Zephyr dalam waktu sepuluh tahun telah berkembang dari proyek eksperimen kecil menjadi platform inti di industri embedded. Keberhasilannya disebabkan oleh tata kelola komunitas yang terbuka dan netral, ekosistem yang kaya, dukungan perangkat keras lintas arsitektur, serta desain yang menekankan keamanan dan kemudahan perawatan. Produsen semikonduktor seperti NXP, Silicon Labs, dan STMicroelectronics memperkuat ekosistem ini dengan menyediakan dukungan perangkat keras, driver open source, dan alat pengembangan.

Latar belakang dan asal-usul

Proyek Zephyr pertama kali diperkenalkan pada acara Embedded World di Nuremberg, Jerman, pada tahun 2016. Pendahulu proyek ini adalah Rocket RTOS dari WindRiver (turunan dari Virtuoso), yang pada tahun 2016 berubah menjadi proyek open source yang dikelola oleh Linux Foundation dan dinamai ulang menjadi Zephyr. Perusahaan-perusahaan seperti Intel, NXP, dan Synopsys bergabung sebagai anggota pendiri dalam peluncuran proyek ini, dengan tujuan membangun RTOS yang "kecil dan ringkas", memiliki jejak kernel 8KB–512KB, arsitektur yang dapat dipindahkan, serta fokus pada keamanan dan tata kelola open source sejak awal. Melalui struktur tata kelola Linux Foundation, Zephyr tetap netral terhadap vendor dan transparan secara open source, menghindari monopoli dan keterikatan, sehingga memungkinkan setiap vendor dan pengembang untuk berpartisipasi dan menyumbangkan kode.

Berdasarkan dasar ini, Zephyr secara bertahap berkembang dari kernel ringkas dan dukungan perangkat terbatas menjadi platform lengkap: memperkenalkan fitur-fitur seperti penjadwalan modern dan layanan inti, sistem file, log, enkripsi, boot aman, stack protokol nirkabel, dan kerangka manajemen perangkat. Hingga akhir 2024, Zephyr mendukung lebih dari 750 papan, mencakup delapan arsitektur seperti ARM dan RISC-V serta ratusan sensor. Pertumbuhan ini didukung oleh kontribusi berkelanjutan dari lebih seribu kontributor global, dengan lebih dari 100.000 komitmen pada tahun 2024 dan total dukungan papan melebihi 750.

Faktor keberhasilan utama

Keberhasilan Zephyr memiliki alasan yang tak terhindarkan, terutama dukungan kuat dari mitra ekosistem.

Model tata kelola yang terbuka dan netral: Zephyr tetap netral terhadap pabrikan di bawah manajemen Linux Foundation, dengan semua kontributor (termasuk Intel, NXP, Silicon Labs, ST, ARM, dll.) bersama-sama memajukan proyek melalui tata kelola kolaboratif. Model ini menghindari efek ketergantungan pada satu pabrikan, memungkinkan pengembang untuk memilih pabrikan perangkat keras secara bebas tanpa khawatir tentang kompatibilitas perangkat lunak. Motivasi awal dari anggota pendiri seperti NXP adalah untuk mengatasi fragmentasi dan membangun fondasi bersama, dengan berinvestasi bersama dalam pengembangan jaringan, keamanan, dan driver.

Ekosistem dan kedewasaan komunitas: Zephyr memiliki komunitas yang aktif dan sumber daya ekosistem yang kaya. Jumlah kontributor open source global meningkat setiap tahun, dengan lebih dari 1.100 kontributor pada tahun 2024, di mana lebih dari setengahnya adalah kontributor pertama kali. Kegiatan komunitas sangat hidup, dengan rata-rata beberapa acara berbagi teknis, seminar, dan pertemuan kota global diadakan setiap tahun. Berbagai produsen telah membentuk organisasi kolaboratif dan menyelenggarakan pelatihan, yang secara signifikan menurunkan ambang belajar bagi pemula. Survei whitepaper resmi Zephyr juga menunjukkan bahwa kedewasaan ekosistem merupakan faktor utama yang dipertimbangkan pengembang dalam memilih RTOS. Saat ini, Zephyr telah mendukung lebih dari 900 papan (mencakup MCU dan SoC), 275 jenis sensor, serta ratusan modul middleware dan protokol, membentuk platform lengkap yang menyediakan solusi "siap pakai" bagi pengembang perangkat.

Portabilitas perangkat keras dan dukungan multi-arsitektur: Zephyr sejak awal dirancang untuk mendukung berbagai arsitektur prosesor (ARM, RISC-V, ARC, Tensilica, x86, dll.). Dukungan multi-arsitektur ini memungkinkan penggunaan ulang kode lintas keluarga chip, secara signifikan mengurangi biaya pengembangan saat beralih perangkat keras. Survei industri menunjukkan bahwa 49% pengguna Zephyr menempatkan “portabilitas perangkat keras” sebagai keunggulan utama. Dalam praktiknya, ketika chip berhenti diproduksi atau proyek diperluas, pengembang hanya perlu memperbarui konfigurasi device tree untuk melakukan porting cepat, menghindari biaya mahal “memulai dari awal”. Seiring itu, desain modular Zephyr dan alat seperti West build tool juga semakin meningkatkan efisiensi penggunaan ulang kode dan pengembangan lintas platform.

Desain Keamanan dan Kepatuhan: Keamanan selalu menjadi perhatian utama Zephyr. Sejak awal proyek, sebuah komite keamanan telah didirikan, menerapkan pedoman pemrograman aman dan proses respons kerentanan. Sejak menjadi otoritas pemberi nomor CVE pada 2017, meraih emas Infrastruktur Inti Linux pada 2018, hingga terus menggunakan alat SBOM otomatis, Zephyr terus meningkatkan transparansi dan kecepatan respons keamanannya. Saat ini, Zephyr memiliki tim respons keamanan produk khusus (PSIRT) yang bekerja sama dengan komunitas untuk memperbaiki kerentanan secara cepat, memenuhi persyaratan ketat industri. Pada tahun 2024, proyek telah memperoleh pengakuan konsep keselamatan fungsional IEC 61508 dan sedang memperjuangkan sertifikasi yang mencakup proses manajemen kualitas, yang berarti Zephyr sedang memperluas jangkauannya ke lingkungan kritis-keamanan seperti industri dan otomotif.

Kemampuan middleware dan koneksi lengkap: Zephyr mengintegrasikan dukungan jaringan dan periferal yang kaya, termasuk stack protokol seperti IPv4/IPv6, CoAP, MQTT, Bluetooth LE, 802.15.4/Zigbee, Thread, Wi-Fi, dll.; serta berbagai sistem file, mekanisme pembaruan firmware perangkat (DFU), dll. Fungsi-fungsi yang sudah terintegrasi ini mengurangi beban pengguna dalam melakukan porting stack protokol secara mandiri, sehingga memperpendek siklus pengembangan produk. Selain itu, vendor dan komunitas terus berkontribusi dengan driver sensor, driver komunikasi, dan perpustakaan dukungan kecerdasan buatan (seperti generasi data sintetis, toolchain TinyML, dll.), membuat Zephyr memiliki potensi aplikasi yang kuat dalam skenario edge computing, IoT, dan AIoT.

Dukungan dan pemeliharaan jangka panjang: Manajemen versi Zephyr menekankan rilis LTS (Long-Term Support). Versi 3.7 (dirilis pada 2024) diposisikan sebagai LTS, dengan janji pemeliharaan keamanan dan stabilitas selama 2,5 tahun. Strategi ini memberikan dasar yang andal bagi pengembang produk, memastikan bahwa pembaruan keamanan tidak mengganggu sistem. Peta jalan teknis komunitas juga secara konsisten berfokus pada kemudahan pemeliharaan, seperti pengenalan bertahap analisis statis, spesifikasi MISRA, dan proses pengujian CI yang komprehensif, dengan tujuan mengurangi biaya pemeliharaan seiring berjalannya waktu.

Secara keseluruhan, kolaborasi terbuka dan kontribusi berbagai pihak telah membuat platform Zephyr semakin matang: kini ia tidak hanya berupa kernel RTOS, tetapi seluruh ekosistem. Contoh keberhasilan Zephyr tersebar luas di berbagai bidang, mulai dari perangkat wearable, rumah pintar, hingga otomasi industri, yang mencerminkan kematangan dan skalabilitasnya. Namun, Zephyr dalam model open source tetap menghadapi tantangan seperti kurva pembelajaran yang curam, biaya pemeliharaan jangka panjang yang tinggi, dan biaya sertifikasi, sehingga memerlukan perbaikan berkelanjutan pada toolchain dan dukungan pelatihan.

Dukungan kuat dari produsen chip

Keberhasilan Zephyr tidak terlepas dari dukungan penuh dari produsen chip dasar, dengan produsen MCU terkemuka di seluruh dunia memberikan dukungan penuh terhadap Zephyr.

NXP

Sebagai salah satu anggota Platinum pendiri Zephyr, NXP telah aktif terlibat sejak awal proyek. NXP menghargai netralitas open-source dan skalabilitas lintas produk portfolio Zephyr, serta menyediakan dukungan Zephyr di berbagai platform MCU/MPU. NXP telah mengirimkan sejumlah besar driver dan contoh untuk seri chip Kinetis, LPC, i.MX, dan edge processors. Untuk mempromosikan pengembangan ekosistem, NXP merilis panduan pemula dan template khusus yang mendukung peluncuran cepat Zephyr pada papan evaluasi utama mereka, seperti seri FRDM. IDE MCUXpresso NXP juga menyediakan proyek contoh Zephyr. Selain itu, dalam beberapa tahun terakhir, NXP telah menyelenggarakan seminar pelatihan untuk universitas dan perusahaan, serta mendorong pengembang untuk mencoba Zephyr dengan memberikan ribuan papan FRDM. Blog resmi mereka menyatakan bahwa NXP berharap melalui Zephyr dapat mengurangi fragmentasi dan membangun kemampuan keamanan serta konektivitas di atas fondasi terpadu, sehingga memungkinkan banyak perusahaan bersama-sama membangun ekosistem yang lebih kuat.

Silicon Labs

Silicon Labs bergabung dengan komunitas Zephyr pada tahun 2021 (dinaikkan menjadi anggota platinum pada tahun 2025). Sebagai pemimpin di bidang koneksi nirkabel, Silicon Labs memperkenalkan dukungan untuk rangkaian chip nirkabelnya (seperti chip EFR32 Bluetooth/Wi-Fi/Thread) ke dalam Zephyr. Perusahaan ini mengirimkan driver dan stack jaringan terkait ke upstream Zephyr, sekaligus bertanggung jawab atas pemeliharaan protokol nirkabel seperti Wi-SUN, Zigbee, dan Bluetooth. Pada awal tahun 2026, Silicon Labs meluncurkan Simplicity SDK berbasis Zephyr, yang menyediakan stack nirkabel dan driver yang telah diverifikasi pabrikan serta menjamin dukungan siklus hidup panjang. Silicon Labs menekankan keselarasan antara Zephyr upstream dan SDK downstream-nya untuk menyeimbangkan inovasi open source dan keandalan tingkat komersial. Selain itu, Silicon Labs juga aktif dalam kegiatan komunitas: pemimpin teknisnya menjabat sebagai Ketua Dewan Zephyr (2026) dan berkolaborasi dengan anggota lain dalam menyelenggarakan pertemuan teknis. Silicon Labs juga mempublikasikan contoh adaptasi melalui GitHub (repo zephyr-silabs), mendorong ekosistem pengembang. Upayanya membuat penerapan Zephyr di bidang nirkabel IoT menjadi lebih kaya, serta menyediakan fondasi stabil untuk proyek-proyek seperti rumah pintar Zigbee.

STMicroelectronics

STMicroelectronics menjadi anggota perak komunitas Zephyr pada tahun 2024. Kontribusi ST berfokus pada seri MCU STM32 dan driver periferal terkait. Insinyur ST telah lama menyumbangkan kode ke proyek Zephyr, termasuk dukungan untuk pengendali USB, tampilan LCD-TFT, kartu jaringan, mode hemat daya, dan lainnya. Mereka juga mengalokasikan banyak upaya untuk meninjau kontribusi eksternal, memastikan bahwa kode perbaikan pihak ketiga untuk platform STM32 diverifikasi dan diintegrasikan secara tepat waktu. Versi Zephyr 4.4.0 terbaru menambahkan dukungan untuk seri MCU STM32C5, STM32H5, STM32U3, dan STM32WBA2X. Dalam kasus nyata, ST menggabungkan Zephyr dengan ekosistem STM32Cube-nya, menyediakan contoh, dokumentasi, dan platform perangkat keras yang kaya. ST merekomendasikan pengembang untuk memulai dengan cepat melalui halaman dokumentasi Zephyr dan komunitas Discord (seperti saluran #STM32). Di tingkat komunitas, ST juga secara aktif mempromosikan Zephyr melalui proyek mitra, pelatihan, dan forum open source, serta menunjukkan contoh demonstrasi seperti layar sentuh dan driver sensor yang berjalan di Zephyr. Partisipasi berkelanjutan ST semakin menjamin kepercayaan industri terhadap ketersediaan Zephyr di bidang profesional seperti kontrol industri dan IoT.

ADI

CodeFusion Studio 2.0 yang dirilis ADI pada tahun 2025 sekarang mendukung alur kerja AI lengkap, memungkinkan pengembang membawa model sendiri dan mendeploynya secara efisien ke prosesor dan mikrokontroler ADI, mulai dari perangkat edge berdaya rendah hingga DSP (Digital Signal Processor) berkinerja tinggi. Platform terbaru ini didasarkan pada Microsoft Visual Studio Code, dengan fitur bawaan checker kompatibilitas model, alat analisis kinerja, dan fungsi optimasi untuk memastikan deploy yang andal sekaligus mempercepat waktu peluncuran produk.

Framework modular baru berbasis Zephyr mendukung profiling kinerja runtime untuk beban kerja AI/ML, memungkinkan analisis per lapisan dan integrasi mulus dengan platform heterogen ADI. Pengemasan toolchain menjadi satu kesatuan tidak hanya menyederhanakan penyebaran machine learning, tetapi juga meningkatkan wawasan kinerja sistem-level.

Texas Instruments

TI juga merupakan salah satu anggota Silver Zephyr yang telah lama memberikan kontribusi kode hulu untuk Zephyr. Situs web TI menyatakan bahwa sejak berdirinya Zephyr pada tahun 2016, tim TI telah aktif berpartisipasi dalam pengembangan proyek dan memanfaatkan kerangka Twister dan Ztest Zephyr untuk menjamin kualitas produknya. TI juga memelihara repositori downstream Zephyr khusus untuk wireless, MCU, dan kontrol real-time, memungkinkan pengembang untuk mengakses fitur-fitur terbaru lebih awal. Selain itu, TI telah mengembangkan plugin VS Code khusus, alat debugging, dan lainnya untuk memperkuat dukungan Zephyr pada chip mereka.

Renesas

Pada Juni 2025, Renesas mengumumkan peningkatan tingkat keanggotaan menjadi platinum. Aish Dubey, eksekutif Renesas, menyatakan bahwa perusahaan berkomitmen untuk membuat "solusi RTOS berbasis OSS secara luas diterapkan di berbagai industri" dan akan bekerja erat dengan tim kepemimpinan Zephyr untuk mempercepat pemenuhan persyaratan keamanan fungsional dan siber yang semakin ketat. Sebelumnya, beberapa mikrokontroler Renesas (seri RX, RA, dll.) telah didukung oleh Zephyr; peningkatan baru ini menunjukkan bahwa perusahaan akan terus meningkatkan investasi untuk memperluas pengaruh Zephyr di bidang IoT dan kinerja tinggi.

Nordic Semiconductor

Zephyr merupakan komponen inti dari Nordic nRF Connect SDK. Pada September 2025, Nordic memperkenalkan integrasi SoC Wi-Fi generasi baru (seri nRF70) dengan Zephyr: melalui Zephyr RTOS, solusi ini menyediakan fitur Wi-Fi 6 berdaya rendah dan kemampuan siap cloud untuk MCU pihak ketiga.

Tantangan Zephyr

Tantangan dan risiko: Meskipun ekosistem Zephyr semakin kuat, tetap ada tantangan.

Pertama, kurva pembelajaran cukup curam. Proses pengembangan modern Zephyr (seperti Devicetree, CMake, West, Kconfig) tidak familiar bagi insinyur yang berasal dari latar belakang RTOS tradisional atau bare-metal, dan 20% pengguna survei melaporkan bahwa pelatihan dan proses adaptasi terbatas. Hal ini menyebabkan kebutuhan akan investasi pelatihan tambahan saat memperluas tim.

Kedua, biaya pemeliharaan dan sertifikasi jangka panjang tidak bisa diabaikan. Meskipun Zephyr sedang memajukan sertifikasi standar keamanan seperti IEC 61508, memenuhi persyaratan kepatuhan tingkat industri dan otomotif secara menyeluruh masih memerlukan banyak tenaga kerja.

Ketiga, risiko terkait persaingan dan tata kelola ekosistem juga perlu diwaspadai: RTOS lainnya (seperti FreeRTOS) telah mengalami perubahan dari perusahaan besar seperti Amazon dan Microsoft, yang menunjukkan bahwa model vertikal dapat membawa ketidakstabilan. Namun, karena model yang didorong komunitas, Zephyr secara bertahap telah menjadi standar de facto di industri.

Terakhir, peraturan (seperti Undang-Undang Keamanan Siber UE CRA) menuntut persyaratan keamanan yang lebih tinggi untuk IoT, mewajibkan Zephyr untuk lebih teratur dalam pelaporan kerentanan dan memperkuat keamanan komponen dependensi.

Secara keseluruhan, sepuluh tahun proyek Zephyr membuktikan kekuatan kolaborasi open source: partisipasi banyak pihak menjadikan RTOS ringan sebagai platform global yang mencakup upaya ribuan insinyur. Didorong oleh berbagai pihak seperti produsen chip dan pengembang perangkat lunak, Zephyr terus memperluas jangkauannya di bidang IoT dan edge computing. Namun, perjalanan teknologi mana pun tidak selalu mulus. Seiring meningkatnya kompleksitas perangkat dan bertambahnya persyaratan regulasi, komunitas Zephyr dan mitra ekosistem perlu terus berinovasi dan meningkatkan diri.

Namun bagaimanapun juga, selama dekade ini, ekosistem Zephyr berhasil dan tepat.