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NiosII と RTOS について
- 1. NiosII と RTOS について (有)シンビー
- 2. OS 比較 RTOS API ライセンス 提供元 Linux × pthread GPL N/A ucLinux × pthread GPL N/A RT‐Linux ○ pthread GPL N/A TOPPERS ○ 独自 TOPPERS N/A μC3 ○ iTRON 商用 イーフォース NORTi ○ iTRON 商用 ミスポ T‐Kernel ○ T‐Engine 商用 eSOL eCos PRO ○ pthread LGPL eCos FreeRTOS ○ 独自 例外条項付きGPL FreeRTOS MicroC/OS‐II ○ 独自 商用 Micrium QNX ○ 独自 商用 QNX NiosII の標準。すぐに使えるようにテンプレートが用意されている
- 3. RTOS の理解 • RTOS ではタスクを有効に使う – RTOS のタスクはプライオリティを持っている • タスクはコンテキストを保持することが可能 – CPU を仮想化する技術 – CPU の使用率を上げることができる – 割り込みはコンテキストを保持できない • 割り込み処理では wait することができない • タスクの優先順位と割り込みを理解 → RTOS の理解
- 6. ハードリアルタイム • ロケットの制御 • レポート提出期限 12/26 17:00 – 提出しなかったものは落第 デッドラインを過 ぎると価値が０
- 7. ソフトリアルタイム • デッドラインミスが起こっても、システム全体 に致命的なダメージを与えることはなく、その 処理自体の価値も、終了時間などにより徐々 に落ちていく Wikipedia より抜粋
- 8. ソフトリアルタイム • 動画の再生 • レポート提出期限 12/26 17:00 – １分遅れるごとに1点減点 デッドラインを過 ぎると徐々に 価値が下がる
- 10. ポーリング処理(N G例) while(true){ wait(100); polling(); 処理() } MEMS Data 処理 Polling 処理 Polling コンフリクト 取りこぼし
- 16. RTOS アプリケーション設計上の注意 • プライオリティの設定 – RTOS の中には TCP/IP より高いプライオリティは 設定できないものもある • タスク設計 – タスク切り替えを考えると複数タスクに分割しな いほうがよいケースもある • 割り込みの管理 • 処理時間の見積もり
- 17. RTOS でも解決しない事 処理1 処理2 規定時間
- 18. 各方式比較 アプリ実装 事象への反応 必要RAM TCP/IP との相 性 ポーリング 易しい △ BRAM/外部RAM ○ 作り方によっては有力 な候補になる 割り込み 難しい ◎ BRAM/外部RAM ○ 簡単なシステムでは 採用 割り込み+優先順位 易しい △ BRAM/外部RAM ○ ポーリングと同じ 多重割り込み すごく難しい ◎ BRAM/外部RAM ○ 難しすぎるので通常 は採用しない RTOS 難しい ○ 外部RAM △ リアルタイムの性能を 考慮しやすい。
- 19. NiosIIのメモリ構成例(1) 0x0000 0000 8KBRAM 0x2000 0000 各種レジスタ 簡単なプログラムを置け る。FPGA の資源を使うた め通常は 8K や 16K 程 度。 RTOS やTCP/IP のスタック を置くことは難しいことが 多い。
- 22. NiosII で uC/OS II を使う方法 • Qsys によるシステムの構築 • Eclipse のテンプレート
- 23. Qsys によるシステムの構築(例) RTOS の為に Timer を追加。 RTOS の為にSDRAMを追加。