Старт ARM. RTOS часть 1-ая. STM32F4 и SAM3N.

Доброе время суток!) Продолжаем изучать микроконтроллеры ARM архитектуры, сегодня пойдет речь о RTOS (OCPB), а в частности про FreeRTOS (тут я добавлю свою ложку дёгтя) и новый зверь ChibiOS. RTOS – операционная система реального времени. Что такое реальное время? Стандарт POSIX 1003.1 даёт следующее определение: «Реальное время в операционных системах — это способность операционной системы обеспечить требуемый уровень сервиса в определённый промежуток времени». Операционная система, реагирующая на событие за определенный, заданный промежуток времени. Операционные системы реального времени делят на два типа — системы жесткого реального времени и системы мягкого реального времени. Операционная система, которая может обеспечить требуемое время выполнения задачи реального времени даже в худших случаях, называется операционной системой жёсткого реального времени. Операционная система, которая может обеспечить требуемое время выполнения задачи реального времени в среднем, называется операционной системой мягкого реального времени.
FreeRTOS – http://www.freertos.org/

Лого freertos
ChibiOS – http://www.chibios.org/

Лого чиби
Какие MCU поддерживают данные оси?
FreeRTOS – наверное самая пушистая, количество платформ просто зашкаливает, вот ссылка ( http://www.freertos.org/RTOS_ports.html ), где подробно перечисляется, какие мсиюшки поддерживает freertos: Actel, Altera, Atmel, NXP,.., ST… и очень много другого.
ChibiOS – не такая пушистая, но потенциал очень велик)
Так какие платформы поддерживает чиби?
ARM Cortex-M0 (ARMv6-M) GCC LPC11xx, LPC11Uxx, STM32F0xx
ARM Cortex-M0 (ARMv6-M) RVCT LPC11xx, LPC11Uxx, STM32F0xx
ARM Cortex-M3 (ARMv7-M) GCC LPC13xx, STM32F1xx, STM32F2xx, STM32L1xx
ARM Cortex-M3 (ARMv7-M) IAR LPC13xx, STM32F1xx, STM32F2xx, STM32L1xx
ARM Cortex-M3 (ARMv7-M) RVCT LPC13xx, STM32F1xx, STM32F2xx, STM32L1xx
ARM Cortex-M4 (ARMv7-ME) GCC STM32F3xx, STM32F4xx
ARM Cortex-M4 (ARMv7-ME) IAR STM32F3xx, STM32F4xx
ARM Cortex-M4 (ARMv7-ME) RVCT STM32F3xx, STM32F4xx
ARM7 GCC AT91SAM7x, LPC214x
MegaAVR GCC ATmega128, AT90CAN128, ATmega328p, ATmega1280
MSP430 GCC MSP430F1611
Power Architecture e200z GCC/HighTec SPC56x (all)
STM8 Cosmic STM8L, STM8S
STM8 Raisonance STM8L, STM8S
Как мы видим это в основном ведущие поставщики микроконтроллеров ST, Atmel и NXP.
Первые примеры будут посвящены вытесняющей многозадачности. Что такое многозадачность? Это свойство операционной системы или среды выполнения обеспечивать возможность параллельной (или псевдопараллельной) обработки нескольких процессов. Истинная многозадачность операционной системы возможна только в распределённых вычислительных системах. Вытесняющая многозадачность – это когда диспетчер каждый системный тик, останавливает задачу(А), и передает управление другой задаче(Б). Обеспечивая тем самым псевдопараллельное выполнение. Сегодня у нас будут два подопытных кролика. Первый STM32F429ZI –DISCO и второй SAM3N-EK.

Для изучения freertos есть, ОЧЕНЬ ПОДРОБНОЕ РУКОВОДСТВО ПО FREERTOS написал Андрей Курниц для журнала «Компоненты и технологии» (http://www.kit-e.ru/articles/micro/2011_2_96.php ). И так начинаем:
STM32F4 + Keil + FreeRTOS

#include "stm32f4xx_hal.h"
#include "cmsis_os.h"

UART_HandleTypeDef huart5;
void SystemClock_Config(void);
static void StartThread(void const * argument);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_UART5_Init(void);
typedef struct TaskParam_t{
	signed long int period;
} Task;

Task p1, p2;

void vTask1(void *pvParameters){
	Task *task_period;
	task_period = (Task *)pvParameters;
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOG, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_SET);
	for(;;){
		HAL_GPIO_TogglePin(GPIOG, GPIO_PIN_13);
		vTaskDelay(task_period->period);
	}
	vTaskDelete(NULL);
}

void vTask2(void *pvParameters){
	Task *period;
	period =  (Task *) pvParameters;
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOG, GPIO_PIN_14, GPIO_PIN_SET);
	for(;;){
		HAL_GPIO_TogglePin(GPIOG, GPIO_PIN_14);
		vTaskDelay(period->period);
	}
	vTaskDelete(NULL);
}

int main(void)
{
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
HAL_NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PRIORITYGROUP_4);
  HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);
  MX_GPIO_Init();
	p1.period = 1000;
	p2.period = 500;
	xTaskCreate(vTask1, (signed char *) "Task1", configMINIMAL_STACK_SIZE, (void *) &p1, 1, NULL);
	xTaskCreate(vTask2, (signed char *) "Task2", configMINIMAL_STACK_SIZE, (void *) &p2, 1, NULL);
	vTaskStartScheduler();
	
  while (1){	
  }
}

Проект freertos_stm32f4

STM32F4 + keil + ChibiOS

#include "ch.h"
#include "hal.h"

static WORKING_AREA(waThread1, 128);
static WORKING_AREA(waThread2, 128);
static msg_t Thread1(void *arg);
static msg_t Thread2(void *arg);

typedef struct TaskParam_t{
	signed long int period;
} Task;

Task p1, p2;

int main(void){
	p1.period = 1000;
	p2.period = 500;
	halInit();
	chSysInit();
	chThdCreateStatic(waThread1, sizeof(waThread1), NORMALPRIO, Thread1, (void *)&p1);
	chThdCreateStatic(waThread2, sizeof(waThread2), NORMALPRIO, Thread2, (void *)&p2);
	while(TRUE){		
	}
}

static msg_t Thread1(void *arg){
	Task *period;
	period =  (Task *) arg;
	palSetPad(GPIOG, GPIOG_LED4_RED );
	while(TRUE){
	palTogglePad(GPIOG, GPIOG_LED4_RED);
	chThdSleepMilliseconds(period->period);
	}
}

static msg_t Thread2(void *arg){
	Task *period;
	period =  (Task *) arg;
	palSetPad(GPIOG, GPIOG_LED3_GREEN);
	while(TRUE){
	palTogglePad(GPIOG, GPIOG_LED3_GREEN);
	chThdSleepMilliseconds(period->period);
	}
}

halInit() – инициализация борды
chSysInit() – инициализация оси и инициализация диспетчера задач
Thread *chThdCreateStatic(void *wsp, size_t size, tprio_t prio, tfunc_t pf, void *arg) – создание потока (создание задачи).
1 – ый аргумент – указатель на выделенную память для задачи
2- ой аргумент – размер памяти, сколько выделили
3- ый аргумент – уровень приоритета для задачи
4- ый аргумент – имя функции
5-ый аргумент – данные передаваемые функции
Проект для чиби
SAM3N-EK+Ateml Studio 6 +FreeRTOS

#include <asf.h>
#include "conf_board.h"

#define TASK_MONITOR_STACK_SIZE            (2048/sizeof(portSTACK_TYPE))
#define TASK_MONITOR_STACK_PRIORITY        (tskIDLE_PRIORITY)
#define TASK_LED_STACK_SIZE                (1024/sizeof(portSTACK_TYPE))
#define TASK_LED_STACK_PRIORITY            (tskIDLE_PRIORITY)

extern void vApplicationStackOverflowHook(xTaskHandle *pxTask,
		signed char *pcTaskName);
extern void vApplicationIdleHook(void);
extern void vApplicationTickHook(void);

extern void xPortSysTickHandler(void);

void SysTick_Handler(void)
{
	xPortSysTickHandler();
}


extern void vApplicationStackOverflowHook(xTaskHandle *pxTask,
		signed char *pcTaskName)
{

}

extern void vApplicationIdleHook(void)
{
}

extern void vApplicationTickHook(void)
{
}


typedef struct TaskParam_t{
	signed long int period;
} Task;

Task p1, p2;



static void task_led1(void *pvParameters)
{
	Task *period;
	period =  (Task *) pvParameters;
	
	for (;;) {

		LED_Toggle(LED0);
		vTaskDelay(period->period);
	}
}


static void task_led2(void *pvParameters)
{
	Task *period;
	period =  (Task *) pvParameters;
	for (;;) {
		LED_Toggle(LED1);
		vTaskDelay(period->period);
	}
}


int main(void)
{
	sysclk_init();
	board_init();
	p1.period = 1000;
	p2.period = 500;
	xTaskCreate(task_led1, (signed char *)"Led1", TASK_LED_STACK_SIZE, (void *) &p1, TASK_LED_STACK_PRIORITY, NULL);
	xTaskCreate(task_led2, (signed char *)"Led2", TASK_LED_STACK_SIZE, (void *) &p2, TASK_LED_STACK_PRIORITY, NULL);
	vTaskStartScheduler();
	while(1){
	}
	return 0;
}

Проект_FreeRTOS_Atmel
Как мы видим применение freertos просто потрясающее, программная реализация просто копи пастом переносится на другую платформу, немного подправив код. Если возникли вопросы, оставляется их в коментах, я обязательно отвечу, а на сегодня все, всем пока!)