Differences
This shows you the differences between two versions of the page.
|
patr:laboratoare:07 [2022/01/12 15:19] alexandru.ionita99 [Laboratorul 07 - Programare în timp-real pe Arduino] |
patr:laboratoare:07 [2022/02/14 15:16] (current) alexandru.ionita99 [Task-uri FreeRTOS] |
||
|---|---|---|---|
| Line 1: | Line 1: | ||
| ===== Laboratorul 07 - Programare în timp-real pe Arduino ===== | ===== Laboratorul 07 - Programare în timp-real pe Arduino ===== | ||
| - | ===== Fire de execuție în Ardunio ===== | + | ==== Fire de execuție în Ardunio ==== |
| Întrucât microcontroller-ele prezente pe Arduino sunt single-chip și single core, un singur fir de execuție poate rula simultan. Mai mult, Arduino este construit în jurul unui singur fir de execuție principal, ce rulează în interiorul funcției **void loop()** | Întrucât microcontroller-ele prezente pe Arduino sunt single-chip și single core, un singur fir de execuție poate rula simultan. Mai mult, Arduino este construit în jurul unui singur fir de execuție principal, ce rulează în interiorul funcției **void loop()** | ||
| Line 18: | Line 18: | ||
| Pentru a putea diviza programul în mai multe fire de execuție și a avea o rulare cvasi-paralelă a acestora, utilizăm biblioteca FreeRTOS, pe care am instalat-o în cadrul laboratorului trecut. | Pentru a putea diviza programul în mai multe fire de execuție și a avea o rulare cvasi-paralelă a acestora, utilizăm biblioteca FreeRTOS, pe care am instalat-o în cadrul laboratorului trecut. | ||
| - | ===== Ce este FreeRTOS? ===== | + | ==== Ce este FreeRTOS? ==== |
| În general, un sistem de operare controlează procesele și resursele hardware ale unui calculator, definind regulile care permit unui program să acceseze servicii și să interacționeze cu sistemul de calcul. \\ | În general, un sistem de operare controlează procesele și resursele hardware ale unui calculator, definind regulile care permit unui program să acceseze servicii și să interacționeze cu sistemul de calcul. \\ | ||
| Line 45: | Line 45: | ||
| modificarea acestora se realizează cu ajutorul Semaphore API. Toate aceste funcții sunt definite și prezentate detaliat în documentația FreeRTOS, disponibilă pe site-ul https://www.freertos.org/. | modificarea acestora se realizează cu ajutorul Semaphore API. Toate aceste funcții sunt definite și prezentate detaliat în documentația FreeRTOS, disponibilă pe site-ul https://www.freertos.org/. | ||
| - | ===== FreeRTOS Scheduler ===== | + | ==== FreeRTOS Scheduler ==== |
| Tot mecanismul de funcționare FreeRTOS are la bază un scheduler, care gestionează task-urile și alte elemente real-time și realizează preempțiunea, atunci când este cazul. Funcția de pornire a scheduler-ului este **vTaskStartScheduler()** și, în mod normal, este apleată la sfârșitul funcției **void setup()**, pentru a începe gestionarea elementelor de programare real-time. | Tot mecanismul de funcționare FreeRTOS are la bază un scheduler, care gestionează task-urile și alte elemente real-time și realizează preempțiunea, atunci când este cazul. Funcția de pornire a scheduler-ului este **vTaskStartScheduler()** și, în mod normal, este apleată la sfârșitul funcției **void setup()**, pentru a începe gestionarea elementelor de programare real-time. | ||
| - | ===== Task-uri FreeRTOS ===== | + | ==== Task-uri FreeRTOS ==== |
| Crearea, ștergerea și gestionarea task-urilor se realizează cu ajutorul **Task and Scheduler API**. Pentru a utiliza task-uri, trebuie inclusă și biblioteca //task.h//, alături de //FreeRTOS.h//. | Crearea, ștergerea și gestionarea task-urilor se realizează cu ajutorul **Task and Scheduler API**. Pentru a utiliza task-uri, trebuie inclusă și biblioteca //task.h//, alături de //FreeRTOS.h//. | ||
| Line 57: | Line 57: | ||
| <note warning>Utilizarea FreeRTOS face ca funcția clasică **void loop()** să nu mai aibă nicio utilitate, întrucât toată logica programului se desfășoară în task-uri separate. Astfel, funcția va fi doar definită, pentru a nu primi erori la compilare, dar va rămâne goală</note> | <note warning>Utilizarea FreeRTOS face ca funcția clasică **void loop()** să nu mai aibă nicio utilitate, întrucât toată logica programului se desfășoară în task-uri separate. Astfel, funcția va fi doar definită, pentru a nu primi erori la compilare, dar va rămâne goală</note> | ||
| - | ==== Crearea unui Task ==== | + | === Crearea unui Task === |
| Pentru a crea un nou task, utilizăm funcția **BaseType_t xTaskCreate( TaskFunction_t pvTaskCode, const char * const pcName, unsigned short usStackDepth, void *pvParameters, UBaseType_t uxPriority, TaskHandle_t *pxCreatedTask )**, care are următorii parametri: | Pentru a crea un nou task, utilizăm funcția **BaseType_t xTaskCreate( TaskFunction_t pvTaskCode, const char * const pcName, unsigned short usStackDepth, void *pvParameters, UBaseType_t uxPriority, TaskHandle_t *pxCreatedTask )**, care are următorii parametri: | ||
| Line 93: | Line 93: | ||
| TaskHandle_t xHandle; | TaskHandle_t xHandle; | ||
| - | // Creem task-ul | + | // Creăm task-ul |
| if( xTaskCreate( | if( xTaskCreate( | ||
| vTaskCode, //Pointer către funcția ce va rula la pornirea task-ului | vTaskCode, //Pointer către funcția ce va rula la pornirea task-ului | ||
| Line 145: | Line 145: | ||
| - | ==== vTaskDelay() ==== | + | === vTaskDelay() === |
| - | O funcție foarte importantă din Task API este **void vTaskDelay( TickType_t xTicksToDelay );**. Aceasta înlocuiește clasica funcție **delay()** din Arduino. Funcția plasează **task-ul din care a fost apelată** în starea **BLOCAT** pentru o perioadă de X cicli de ceas, unde X este oferit ca parametru, timp în care alte task-uri, de exemplu cele cu o prioritate mai mică, pot accesa procesorul. | + | O funcție foarte importantă din Task API este **void vTaskDelay( TickType_t xTicksToDelay );**. Aceasta înlocuiește clasica funcție **delay()** din Arduino. Funcția plasează **task-ul din care a fost apelată** în starea **BLOCAT** pentru o perioadă de X ticks, unde X este oferit ca parametru, timp în care alte task-uri, de exemplu cele cu o prioritate mai mică, pot accesa procesorul. |
| - | Pentru a transforma timpul din milisecunde în cicli de ceas, utilizăm funcția **pdMS_TO_TICKS()**. | + | Pentru a transforma timpul din milisecunde în ticks, utilizăm funcția **pdMS_TO_TICKS()**. |
| <note warning>Utilizarea funcției **delay()** nu este recomandată împreună cu FreeRTOS, deoarece conduce la **suspendarea activității procesorului**, adică a tutoror task-urilor care rulează. Dacă în cazul programării clasice, acest aspect nu era o problemă (exista un singur task), în cazul FreeRTOS pot apărea efecte neașteptate.</note> | <note warning>Utilizarea funcției **delay()** nu este recomandată împreună cu FreeRTOS, deoarece conduce la **suspendarea activității procesorului**, adică a tutoror task-urilor care rulează. Dacă în cazul programării clasice, acest aspect nu era o problemă (exista un singur task), în cazul FreeRTOS pot apărea efecte neașteptate.</note> | ||
| Line 162: | Line 162: | ||
| { | { | ||
| ... | ... | ||
| - | // Intră în starea BLOCAT pentru 20 ticks (cicli de ceas) | + | // Intră în starea BLOCAT pentru 20 ticks |
| vTaskDelay( 20 ); | vTaskDelay( 20 ); | ||
| Line 171: | Line 171: | ||
| </code> | </code> | ||
| + | |||
| + | === Alte funcții utile === | ||
| + | |||
| + | * **vTaskDelete( TaskHandle_t pxTask ) ** - Șterge task-ul aferent hande-ului oferit ca parametru. Este eliberată memoria alocată automat la momentul creării task-ului | ||
| + | * **xTaskGetCurrentTaskHandle() ** - Este întors handle-ul task-ului care se află **în execuție** la acel moment | ||
| + | * **xTaskGetHandle( const char *pcNameToQuery ) ** - Este întors handle-ul task-ului cu numele oferit ca parametru | ||
| + | * **pcTaskGetName( TaskHandle_t xTaskToQuery ) ** - Întoarce numele task-ului referit prin handle | ||
| + | * **uxTaskPriorityGet( TaskHandle_t pxTask ) ** - Întoarce prioritatea task-ului referit prin hadle, la acel moment | ||
| + | * **vTaskPrioritySet( TaskHandle_t pxTask, UBaseType_t uxNewPriority ) ** - Setează o nouă prioritate pentru un task | ||
| + | * **vTaskSuspend( TaskHandle_t pxTaskToSuspend ) ** - Pune task-ul în starea **Suspendat** | ||
| + | * **vTaskResume( TaskHandle_t pxTaskToResume) ** - Pune task-ul în starea **Running**. Funcționează doar pentru task-uri **suspendate** | ||
| + | * **taskYIELD() ** - Se apelează dintr-un task **Running**, care iși oferă partiția de timp către alte task-uri **de aceeași prioritate** | ||
