ChibiOS: लाइटवेट RTOS

इस लेख में, मैं वास्तविक समय के ओएस परिवार के एक सदस्य का परिचय और संक्षेप में वर्णन करना चाहता हूं - चिबोस।

लाइसेंस

सबसे पहले, लाइसेंस के बारे में। चिबोस मुक्त आरटीओएस है और इसमें कई लाइसेंसिंग विकल्प हैं - जीपीएल 3.0, जीपीएल 3.0 कुछ अपवादों के साथ जब लिंकिंग और एक वाणिज्यिक लाइसेंस।
ज्यादातर मामलों में ड्राइवर कोड को Apache-2.0 के तहत लाइसेंस दिया जाता है।
सभी लाइसेंस विकल्प परियोजना की वेबसाइट पर पाए जा सकते हैं। प्रस्तुत विकल्पों को शौकीनों, साथ ही उन कंपनियों को पूरी तरह से संतुष्ट करना चाहिए जो इस ऑपरेटिंग सिस्टम का उपयोग करने के लिए भुगतान नहीं करना चाहते हैं।

संरचना

परियोजना को तार्किक रूप से कई उप-प्रणालियों में विभाजित किया गया है:

• विभिन्न उपकरणों के लिए ड्राइवरों के कार्यान्वयन के साथ एचएएल परत,
• एक विशिष्ट वास्तुकला के लिए बुनियादी कर्नेल फ़ंक्शन (रुकावट सेवा, संदर्भ स्विचिंग, आदि),
• ऑपरेटिंग सिस्टम के कर्नेल का कोड।

सब कुछ के अलावा, इस पूरी चीज़ पर कई ऐड हैं।
ChibiOS खुद C और कोडांतरक में लागू होता है, लेकिन C ++ के लिए आवरण भी होते हैं।

कोर

ChibiOS, किसी भी अन्य स्वाभिमानी RTOS की तरह, एक्सट्रूज़न समर्थन के साथ एक कार्य अनुसूचक है और वर्तमान में दो कामकाजी विकल्प हैं:

• एक प्राथमिकता के साथ कार्यों के बीच सहकारी समय साझा करना
• गोल-रॉबिन कार्य उसी प्राथमिकता के साथ शेड्यूल करना जो कार्य के लिए समय के स्लाइस को दर्शाता है

इस बिंदु पर, शेड्यूलर विकल्प संकलित समय पर विश्व स्तर पर सेट किए जाते हैं।
संदर्भ स्विच करने के लिए, कर्नेल शेड्यूलर एक सिस्टम काउंटर का उपयोग करता है, जिसका उपयोग वर्चुअल टाइमर के लिए भी किया जाता है।
स्वाभाविक रूप से, यदि आवश्यक हो तो किसी भी रुकावट से संदर्भ स्विच हो सकता है।

ChibiOS (2.x) के वर्तमान संस्करण में, सिस्टम टाइमर की अवधि (विधानसभा चरण में) तय की गई है।
भविष्य के संस्करण (3.0) में, डेवलपर्स आवधिक रुकावटों (टिक रहित शेड्यूलर) के बिना कर्नेल के कामकाज पर आगे बढ़ने की योजना बनाते हैं।

कर्नेल अपने आप ही सिंक्रनाइजेशन (म्यूटेक्स, सेमाफोर), मेमोरी मैनेजमेंट (हीप, मेमपूल), कतार प्रबंधन आदिम (mbox और इवेंट्स सहित) और कोर्स टास्क मैनेजमेंट टूल्स के मूल तत्व प्रदान करता है।
ChibiOS में स्टेटिक और डायनामिक दोनों तरह के कार्यों को बनाने की क्षमता होती है।

उपकरण और वास्तुकला

ChibiOS की एक उल्लेखनीय विशेषता आर्किटेक्चर की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए समर्थन है।
आधिकारिक तौर पर समर्थित आर्किटेक्चर: ARMv5-7 (LPC1x, LPC2x, STM32), STM8, PPC, MSP430, MegaAVR।
अनौपचारिक लोगों में से, Mips32 (qemu, pic32mx), AVR32, Coldfire और NiosII को नोट किया जा सकता है।
बेशक, यह सूची फ्रीआरटीओएस के साथ प्रतिस्पर्धा नहीं कर सकती है, लेकिन व्यक्तिगत अनुभव से मैं कहूंगा कि एक नया आर्किटेक्चर जोड़ना उतना मुश्किल नहीं है जितना कि लग सकता है।

HAL के ड्राइवरों के बुनियादी सेट में बाह्य उपकरणों की एक विस्तृत श्रृंखला शामिल है: ADC, CAN, DMA, TMR, I2C, I2S, ICU, GPIO, PWM, RTC, SPC, UART, USB। सामान्य तौर पर, आधुनिक SoC के लगभग सभी सामान्य घटक।
एचएएल में, उपरोक्त घटकों (यूएसबी एसीएम, एमएमसी / एसपीआई और अन्य) के लिए कई ऐड-ऑन हैं, जो मैं इस परत के बाहर ले जाऊंगा। लेकिन यह, जाहिरा तौर पर, ऐतिहासिक रूप से हुआ।

छोटी चीजें

"गुडीज़" से आप यूआईपी, एलवीआईपी और एफएटीएफएस (एक निश्चित श्रीएनएन से कार्यान्वयन) को जोड़ने की क्षमता को भेद सकते हैं।
उपयोग करने के लिए एक काफी सुविधाजनक शेल भी है - एक ट्रिफ़ल, लेकिन अच्छा।

अधिकांश उप-प्रणालियों का एपीआई काफी सरल और पठनीय है (विशेषकर कर्नेल), हालांकि कुछ मामलों में एक उदाहरण अपरिहार्य है।
कभी-कभी कुछ ड्राइवरों की एपीआई निर्भरता उस प्लेटफ़ॉर्म को अपसेट कर देती है जिसके तहत ड्राइवर मूल रूप से विकसित किया गया था, लेकिन जैसा कि मैं इसे समझता हूं, ड्राइवर ओएस की मुख्य प्राथमिकता नहीं हैं और वर्तमान कार्य के लिए कृत्रिम रूप से विकसित किए गए हैं। डुप्लिकेट कोड के घने समूह स्थानों में आते हैं।
ऐसा लगता है कि पूरे एचएएल को एक अलग भंडार में स्थानांतरित करने की योजना है। एक संभावित खतरा यह भी है कि ChibiOS HAL के भविष्य के संस्करणों में C ++ में फिर से लिखा जाएगा।

विशेष रूप से कमजोर बिंदुओं में से, मैं मैक्रो (ड्राइवरों का एक सेट, सबसिस्टम के कामकाज की विशेषताएं आदि) के साथ सिस्टम कॉन्फ़िगरेशन को नोट करूंगा। जब कुछ विकल्प हटाते हैं या मुख्यधारा में जोड़ते हैं, तो आउट-ऑफ-ट्री प्रोजेक्ट्स का समर्थन जटिल हो जाता है।

कुछ डिजाइन निर्णय हैं जो मुझे पसंद नहीं हैं, लेकिन शायद यह एक व्यक्तिगत प्राथमिकता है।

उदाहरण

और शुरुआत के लिए सिस्टम आरंभीकरण और शेल निर्माण का एक छोटा सा उदाहरण है। जानबूझकर टिप्पणी के बिना कोड प्रस्तुत किया जाता है।

#include "ch.h" #include "hal.h" #include "shell.h" #include "chprintf.h" static void oNotifySD1(GenericQueue *qp) { msg_t b; b = sdRequestDataI(&SD1); if (b != Q_EMPTY) sd_lld_putc(&SD1, b); } #define SHELL_WA_SIZE THD_WA_SIZE(1024) static void cmd_test(BaseSequentialStream *chp, int argc, char *argv[]) { chprintf(chp, "ChibiOS test suite\n"); TestThread(chp); } static const ShellCommand shCmds[] = { {"test", cmd_test}, {NULL, NULL} }; static const ShellConfig shCfg = { (BaseSequentialStream *)&SD1, shCmds }; int main(void) { Thread *sh = NULL; halInit(); chSysInit(); { const SerialConfig sc = { .sc_baud = SERIAL_DEFAULT_BITRATE, .sc_rxirq = EIC_IRQ_UART1_RX, .sc_port = _UART1_BASE_ADDRESS }; sdObjectInit(&SD1, NULL, oNotifySD1); sdStart(&SD1, &sc); } shellInit(); for (;;) { if (!sh) sh = shellCreate(&shCfg, SHELL_WA_SIZE, NORMALPRIO); else if (chThdTerminated(sh)) { chThdRelease(sh); sh = NULL; } chThdSleepMilliseconds(1000); } 

मैं यह बताना लगभग भूल गया कि परियोजना के प्रमुख और तानाशाह श्री जियोवानी डी सिरियो हैं।
और निश्चित रूप से साइट के लिए लिंक: ChibiOs ।

आपका ध्यान देने के लिए धन्यवाद।