第 1 章 μt-kernel 概要目次 OS 利用のメリット 4 μt-kernelとは? 8 - T-Kernel 仕様の誕生 9 - T-Kernel 仕様からμT-Kernel 仕様へ 11 μt-kernelの特長 13 - T-Kernel とμT-Kernel の差異 14 - μi

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くうしょうおおふさ
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1 μt-kernel 入門 2013 年 10 月 10 日 ( 木 ) T-Engine 学術教育 WG スパンションイノベイツ株式会社長濱美保

2 第 1 章 μt-kernel 概要目次 OS 利用のメリット 4 μt-kernelとは? 8 - T-Kernel 仕様の誕生 9 - T-Kernel 仕様からμT-Kernel 仕様へ 11 μt-kernelの特長 13 - T-Kernel とμT-Kernel の差異 14 - μitronとμt-kernelの差異 18 - μitron T-Kernel μt-kernelの相違点 20 現状の取り込み 22 - μt-kernel 移植ガイド 23 - μt-licenseについて 24 - T-License2.0について 25 第 2 章今後の展開 μt-kernel セミナー案内 28 富士通 μt-realos/m3 29 USBSTICK 評価ボード 34

3 第 1 章 μt-kernel 概要

4 OS 利用のメリット (1) I. プログラムの再利用性が高い OS 使用以前ハードウェアに依存する箇所は全て作り直し OS 使用後 OSでハードウェア依存部を吸収するためプログラムの再利用性が高くなるプログラムプログラムプログラムプログラム OS OS ハードウェアハードウェアハードウェアハードウェア再利用性低い再利用性高い

5 OS 利用のメリット (2) すっきりとした見やすいプログラムになる OS 使用以前メンテナンスが困難簡単な機能追加するだけでも検証作業大 OS 使用後タスク単位でプログラムが閉じているためメンテナンスが容易新しく追加したタスク ( 機能 ) について検証作業を集中することが可能タスクハントラハントラタスク OS タスクタスクタスク

6 OS に任せると便利になること 1. 同期 ( 排他 ) 制御を独自に作りこまなくて良い 2. 周期ハンドラ, スリープなど時間管理が使える 3. 割込みハンドラの登録などもシステムコール利用可周期ハンドラ未使用 write_mail(){ : transmit_position(); : transmit_position(); : transmit_position(); : transmit_position(); } 10ms 毎送信プログラム周期ハンドラ使用 Initial_tsk(){ tk_cre_cyc(trans_posi_10ms); } transmit_position(){ read_sensor_value(); } 10ms 毎 write_mail(){ : : : : }

7 排他処理の実現並行性の実現手段タスク排他制御の手段セマフォが代表他にも RTOS の提供する多くの手段がある排他制御の ( 悪 ) 影響特徴関連するタスクのみに限られる関連しない優先度の高いタスクには影響を与えない優先度逆転などのデッドロックに注意多項目に及ぶが使い方を誤ってもシステム全体に影響を及ぼすことはまれただし, 優先度の高いタスクで使用する場合は要注意また, デッドロックにも要注意割込み処理割込み禁止および許可システム全体, 全 ISR に及ぶ優先度の高い ISR を停止させてしまう比較的単純に使えるが, 使い方を誤るとシステム全体の性能に影響を及ぼすため危険使い方を誤ると最悪システムダウンを招く OS 導入により, ソフトウェアの生産性, 再利用性が向上!!

8 μt-kernel とは?

9 T-Kernel 仕様の誕生 (1) 2004 μitron T-Kernel

10 T-Kernel 仕様の誕生 (2) ITRON による組込み機器ソフトウェア開発の限界他社 ITRON 間でのアプリの移植が難しい高機能 OS への移行が難しいセットメーカ半導体メーカ OS ベンダが次世代組込み OS として T-Kernel 仕様の策定開発を推進トロンプロジェクトの 20 年の成果を踏襲新たな要求に対応ソフトウェアの再利用高機能なソフトウェア開発信頼性の高いソフトウェア開発より高度なソフトウェア開発強い標準化ファイルシステムデバイス管理機能省電力機能ダイナミックロード機能プロセス単位のプログラム管理機能 OS の拡張機能

11 T-Kernel 仕様から μt-kernel 仕様へ (1) 2007 T-Kernel μt-kernel 小規模組込み機器向け RTOS

T-Kernel 仕様から μt-kernel 仕様へ (2) T-Kernel の小規模組込み機器への適用の要求 T-Kernel は大規模な組込みシステムを視野に入れているため小規模な組込みシステムでは使わない機能がありフットプリントオーバヘッドが大きい T-Engine フォーラムにおいて小規模組込み機器へ適用できる OS として

12 T-Kernel 仕様から μt-kernel 仕様へ (2) T-Kernel の小規模組込み機器への適用の要求 T-Kernel は大規模な組込みシステムを視野に入れているため小規模な組込みシステムでは使わない機能がありフットプリントオーバヘッドが大きい T-Engine フォーラムにおいて小規模組込み機器へ適用できる OS として μt-kernel 仕様を策定シングルチップマイコン 8/16bit マイコンへの適用 T-Kernel との互換性を考慮最適化適応化ソフトウェアの再利用高機能なソフトウェア開発小規模システムでは使われない機能の削除システム全体のオーハヘットになる機能の削除資源を有効に使う機能の追加強い標準化 T-Kernel と I/F の統一デバイス管理機能省電力機能

13 μt-kernel の特長

14 T-Kernel と μt-kernel の差異 (1) 必要な機能に絞ったシンプルカーネル小規模マイコンアーキテクチャを想定した仕様メモリの効率化大重小軽

15 T-Kernel と μt-kernel の差異 (2) 必要な機能に絞ったシンプルカーネル T-Kernel/OS, T-Kernel/DS, T-Kernel/SM の区別はなし一部機能の縮小タスク例外, タスクイベント等なし T-Monitor は必須ではないタスク例外サブシステム #1 アプリケーションデバイスドライバ #1 デバイスドライバ #2 サブシステム #1 アプリケーションデバイスドライバ #1 デバイスドライバ #2 タスクイベント T-Kernel OS T-Kernel SM T-Kernel T-Kernel DS μt-kernel 各社モニタデバッガ T-Monitor

16 T-Kernel と μt-kernel の差異 (3) 小規模マイコンアーキテクチャを想定した仕様 MMU/MPU 無しのシステムを想定ワンチップマイコンへの対応 T-Engine フォーラムウェブページより必要 ROM 容量 : T-Kernel 100KB μt-kernel 8KB~55KB 必要 RAM 容量 : T-Kernel 70KB μt-kernel 4KB~12KB

17 T-Kernel と μt-kernel の差異 (4) メモリ管理の効率化ユーザがカーネル内のメモリ獲得手段を選択できる ( 静的 or 動的 ) TASK A TASK B TASK A 終了 TASK B TASK C ユーザがスタック領域を指定 TASK A TASK B TASK A 終了 TASK B TASK C 生成 TASK C TASK B カーネルによる自動割当て TASK C 生成タスクスタックの領域が自動的に割り当てられメモリリークメモリフラグメントが発生スタック領域の指定ユーザが静的にメモリ管理を行えばタスクスタック領域の共有が可能となり省メモリ化を実現メモリを静的に確保することによってメモリのフラグメントリークを解消メモリ管理機能を取り外すことで省メモリ化可能

18 μitron と μt-kernel の差異 (1) アプリケーションプログラムの移植が容易アプリケーションプログラムの移植困難アプリケーションプログラムの移植容易 APP APP MP T-Kernel APP_A APP_B APP_C APP_A APP_B APP_C APP_D T-Kernel A 社 μitron B 社 μitron C 社 μitron A 社 μt-kernel B 社 μt-kernel C 社 μt-kernel UCT 様 μt-kernel 仕様書をベースに各社で実装 μitron 仕様書仕様書をベースに実装 μt-kernel 仕様書リファレンスソースを移植 μt-kernel リファレンスソースコード先日プレス発表!! 大規模システムへのスケーラビリティ μt-kernel 仕様書 APP = Application Program

19 オープンソース T-Engine フォーラムよりカーネル仕様とソースコードが一般公開されている ( 透明性 ) T-Engine フォーラムにおいてカーネルソースコードの一元管理を行っている ( 一元性 ) μitron と μt-kernel の差異 (2) 従来のオープンソースとは違い第三者の著作権物が混入していないことを T-Engine フォーラムが保証している T-Engine フォーラムおよび会員企業で μt-kernel 仕様を改善している ( 先進性 ) T-Engine 幹事会員機能改善フォーラム A 会員カーネル仕様ソースコードのメンテナンス公開各種 WG B 会員 e 会員賛助会員学術会員リエゾン会員 235 団体 (2013/ 9/30 現在 ) 品質改善普及促進など

20 μt-kernel T-Kernel μitron の相違点 (1) 項目 μt-kernel T-Kernel μitron4.0 リファレンスコードありありなしメモリ保護機能なしありあり *1 デバイスドライバインターフェイスありありなしサブシステムなし *2 ありありオブジェクト生成動的動的静的および動的オブジェクト待ちの永久待ち同一同一別ポーリングタイムアウトシステムシステムシステムのシステムコールコールコールコールセマフォの資源獲得 / 解放単位複数複数 1 *1 μitron4.0 仕様保護機能拡張 (μitron4.0/px 仕様 ) において定義されている *2 定義のみ μitron4.0 の拡張 SVC 機能と同等 T-Kernel 2.0 Extension(T2EX)

21 μt-kernel T-Kernel μitron の相違点 (2) 項目 μt-kernel T-Kernel μitron4.0 タスク例外なしありありオーバーランハンドラなしありありタスクイベント時分割実行待ち禁止システムメモリ管理アドレス空間管理 I/Oポートアクセスなしありあり省電力あり *1 ありなしデバッガサポートありありなし標準モニタデバッガなし *2 T-Monitor なし *1 μt-kernel 省電力機能実装ガイドラインにおいて定義されている *2 各社が CPU 毎に別途用意

22 現状の取り組み

23 μt-kernel 移植ガイド T-Engine フォーラム発行の μitron >μt-kernel 移植ガイド目次第 1 章概要第 2 章 μitron4.0から μt-kernelへの移行第 3 章ラッパーを使った移行方法第 4 章開発環境 / 関連製品第 5 章参考資料

24 μt-license について TRONWARE Vol.102 より

25 T-License 2.0 について再配布可能! 改変後再配布可能! UCODE 登録が必要ロゴ表示義務あり改変後有償販売 OK! UCODE 登録が必要

26 第 2 章今後の展開

27 μt-kernel2.0

2014/2/22 土土曜講座組込みリアルタイムシステム入門(μT-Kernel 入門)

28 セミナー案内 2013年度下期 μt-kernelセミナ開催案内 2013/12/18 水 19 木実習 μt-kernel 入門協力スパンションイノベイツ 2014/1/22 水 23 木実習 μt-kernel 入門協力ルネサスソリューションズ 2014/2/22 土土曜講座組込みリアルタイムシステム入門(μT-Kernel 入門) 最新のセミナー情報については下記URLをご参照ください講習会シンポジウムのご案内

29 μt-realos/m3 製品仕様対象 CPU OS 仕様コートサイス FM3 ファミリ μt-kernel 仕様 2.6~30KB 特長多くのミドルウェアを利用できる μt-kernel 仕様に準拠基本コード 2.6Kbyte の小さなカーネル省電力対応デバイス管理機能必要な機能を選択できるコンフィギュレータカーネル情報表示機能プラグイン μitron 仕様 API をサポート多くの開発環境をサポートタスクデバッグ機能 new! 開発環境 MDK-ARM(ARM KEIL) EWARM(IAR システムス ) RealView Development Suite v4.x (ARM) WATCHPOINT (Sohwa & Sophia Technologies) microview ( 横河ディジタルコンピュータ ) エミュレータ ULINK(ARM KEIL) J-Link(IAR システムス ) RealView ICE(ARM) EJSCATT (Sohwa & Sophia Technologies) adviceluna ( 横河ディジタルコンピュータ )

30 おまけ ut-kernel を使ってみたいと思ったら

31 その 1

ソースコード μt-kernel がサポートする CPU ソースコードのダウンロード型名 CPU メーカ名開発環境対応 AT91M 55800A Atmel GCC ソースコード H8S/2212 ルネサスエレクトロニクス GCC ソースコード FR60 (MB91FV310A) 富士通セミコンダクター SOFTUNE 体験版公開 M16C/M32C ルネサスエレクトロニクス GCC

32 ソースコード μt-kernel がサポートする CPU ソースコードのダウンロード型名 CPU メーカ名開発環境対応 AT91M 55800A Atmel GCC ソースコード H8S/2212 ルネサスエレクトロニクス GCC ソースコード FR60 (MB91FV310A) 富士通セミコンダクター SOFTUNE 体験版公開 M16C/M32C ルネサスエレクトロニクス GCC パッチ V850 ルネサスエレクトロニクス GCC パッチ Kinetis (ARM Cortex-M4) Freescale IAR EWARM, ARM MDK 製品 RX62N STM32F2 (ARM Cortex-M3) ルネサスエレクトロニクス HEW 製品 ST Microelectronics IAR EWARM, ARM MDK 製品 index.php?route=product/category&path=17 Stellaris (ARM Cortex-M3) Texas Instruments IAR EWARM, ARM MDK, TI CCS 製品 TX03 (ARM Cortex-M3) FM3 (ARM Cortex-M3) 東芝セミコンダクター IAR EWARM, ARM MDK 製品富士通セミコンダクター IAR EWARM, ARM MDK 製品サポート CPU の詳細 :

33 ソースコードサポート CPU 一覧 ( スパンションイノベイツ ) 型名 CPU メーカ名開発環境対応 FR60 (MB91FV310A) SOFTUNE 体験版公開 FM3 (ARM Cortex-M3) 富士通セミコンダクター ARM 社 (MCB9BF500) IAR 社 (KSK-MB9BF506R) 製品富士通セミコンダクター (SK-FM3-48PMC-USBSTICK)

v=u4qznode6ky&feature=share http://www.spansion.

34 USBSTICK 評価ボード FM3 USBSTICK 検索詳細は web で!!

35 USBSTICK 評価ボード

Cortex-M3 用の μt-kernel が動く超低価格ボードパーソナルメディア株式会社 http://www.t-engine4u.com/products/fm3_usbstick.

36 Cortex-M3 用の μt-kernel が動く超低価格ボードパーソナルメディア株式会社 FM3 USB スティックボードにおける μt-kernel の利用方法

37 1 拡大 2

38 申請すると 6 ダウンロードできるようになる!! 今日はここまで

39 その 2

40 Interface 誌 (CQ 出版 ) 付属基板 (2012 年 6 月号 )

ソースコード以前 Interface 基板用 ut-realos http://jp.

41 ソースコード以前 Interface 基板用 ut-realos

42 以前

43 ソースコード現在 Interface 基板用 ut-realos

bfm3_gpio_ddrf_p3=1; bfm3_gpio_pdorf_p3=1; for(i=0;i<2000000;i++)

44 LED を光らせるなら #define bfm3_gpio_ddrf_p3 #define bfm3_gpio_pdorf_p3 *((volatile unsigned int*)(0x cul)) *((volatile unsigned int*)(0x cul)) int i; bfm3_gpio_ddrf_p3=1; bfm3_gpio_pdorf_p3=1; for(i=0;i< ;i++) bfm3_gpio_pdorf_p3=0; for(i=0;i< ;i++) bfm3_gpio_pdorf_p3=1; FUJITSU USB DIRECT Programmer で smpsys.srec

45 実際に, やってみる

FM3 スターターキット搭載マイコン :MB9BF506R(Cortex-M3) http://www.spansion.

46 FM3 スターターキット搭載マイコン :MB9BF506R(Cortex-M3)

47 IAR SYSTEMS 統合開発環境 :EW-ARM

48 FM3 スターターキット準備 JP1:USB USB 接続 PC へ

50 講座 T-Kernel/ITRON 入門テキスト μt-kernel 入門著者 T-Engine Forum 本テキストはクリエイティブコモンズ表示 - 継承 4.0 国際ライセンスの下に提供されています Copyright 2014 T-Engine Forum ご注意およびお願い 1. 本テキストの中で第三者が著作権等の権利を有している箇所については利用者の方が当該第三者から利用許諾を得てください 2. 本テキストの内容についてはその正確性網羅性特定目的への適合性等一切の保証をしないほか本テキストを利用したことにより損害が生じても著者は責任を負いません 3. 本テキストをご利用いただく際可能であれば [email protected] までご利用者のお名前ご所属ご連絡先メールアドレスをご連絡いただければ幸いです

アジェンダ Renesas Synergy TM プラットフォーム構成 ThreadX とは ThreadX の状態遷移 ThreadX とμITRONの機能比較まとめページ 2

Renesas Synergy TM プラットフォーム ThreadX リアルタイム OS 紹介アジェンダ Renesas Synergy TM プラットフォーム構成 ThreadX とは ThreadX の状態遷移 ThreadX とμITRONの機能比較まとめページ 2 Synergy プラットフォーム構成中核を担う ThreadX リアルタイム OS ご紹介部分ページ 3 ThreadX

第 1 章 μt-kernel 概要 目次 OS 利用のメリット 4 μt-kernelとは? 8 - T-Kernel 仕様の誕生 9 - T-Kernel 仕様からμT-Kernel 仕様へ 11 μt-kernelの特長 13 - T-Kernel とμT-Kernel の差異 14 - μi

第 1 章 μt-kernel 概要目次 OS 利用のメリット 4 μt-kernelとは? 8 - T-Kernel 仕様の誕生 9 - T-Kernel 仕様からμT-Kernel 仕様へ 11 μt-kernelの特長 13 - T-Kernel とμT-Kernel の差異 14 - μi