Практическое применение RTOS с микроконтроллерами: создание встраиваемых систем реального времени с использованием FreeRTOS, микроконтроллеров STM32 и инструментов отладки Segger на русском

Создавайте надежные встраиваемые системы реального времени с помощью FreeRTOS, используя практические методы, профессиональные инструменты и проверенные в отрасли подходы к проектированию.

Основные характеристики

• Освойте основы RTOS и примените их на STM32.
• Разрабатывайте приложения на базе FreeRTOS с учетом реального времени и обработки задач.
• Используйте передовые инструменты отладки и анализа производительности для оптимизации приложений.

Описание книги

Операционная система реального времени (RTOS) используется для разработки систем, реагирующих на события в строго заданные временные рамки. Встраиваемые системы реального времени находят применение в различных отраслях, от автомобильной и аэрокосмической промышленности до лабораторного испытательного оборудования и бытовой электроники. Эти системы обеспечивают стабильную и надежную синхронизацию и рассчитаны на работу без вмешательства в течение многих лет.

Эта книга по микроконтроллерам начинается с ознакомления с концепцией RTOS и сравнения некоторых альтернативных методов достижения производительности в реальном времени. После того, как вы поймете основы, такие как задачи, очереди, мьютексы и семафоры, вы узнаете, на что обращать внимание при выборе микроконтроллера и среды разработки. Работая над примерами с использованием платы STM32F7 Nucleo, STM32CubeIDE и инструментов отладки SEGGER, включая SEGGER J-Link, Ozone и SystemView, вы получите понимание политик вытесняющего планирования и взаимодействия задач. Затем книга поможет вам разработать высокоэффективные низкоуровневые драйверы и проанализировать их производительность в реальном времени и загрузку ЦП. Наконец, вы получите советы по устранению неполадок и сможете вывести свои новые навыки на новый уровень.

В итоге вы усовершенствуете свои навыки работы с встраиваемыми системами и сможете создавать системы реального времени, используя микроконтроллеры и FreeRTOS.

Что вы узнаете

• Поймите, когда следует использовать операционную систему реального времени (RTOS) для проекта.
• Изучите концепции RTOS, такие как задачи, мьютексы, семафоры и очереди.
• Изучите различные микроконтроллеры (MCU) и выберите наиболее подходящий для вашего проекта.
• Оцените и выберите оптимальный набор IDE и промежуточного программного обеспечения для вашего проекта.
• Используйте профессиональные инструменты для анализа и отладки вашего приложения.
• Запускайте приложения на базе FreeRTOS на плате STM32

Для кого предназначена эта книга?

Эта книга предназначена для инженеров, работающих с встраиваемыми системами, студентов или всех, кто заинтересован в изучении полного набора функций RTOS для встраиваемых устройств. Базовое понимание языка программирования C и встраиваемых систем или микроконтроллеров будет полезным.

Оглавление

1. Представляем системы реального времени
2. Понимание задач RTOS
3. Механизмы сигнализации и коммуникации при выполнении задач
4. Выбор подходящего микроконтроллера
5. Выбор IDE
6. Инструменты отладки для систем реального времени
7. Планировщик FreeRTOS
8. Защита данных и синхронизация задач
9. Межзадачное взаимодействие
10. Водители и ISR
11. Совместное использование аппаратных периферийных устройств в различных задачах
12. Советы по созданию хорошо абстрагированной архитектуры
13. Создание слабой связи с помощью очередей
14. Выбор API для операционной системы реального времени
15. Управление памятью FreeRTOS
16. Многопроцессорные и многоядерные системы
17. Советы по устранению неполадок и дальнейшие шаги