NUCLEO-F302R8 FreeRTOS 導入

tags: stm32 arm

前回はUARTを実装しました。今回はFreeRTOSを組み込みます。

前回: UART

ソースコード

https://github.com/ohmusso/NUCLEO-F302R8/tree/freertos

リファレンス

FreeRTOSのドキュメントを参照します。以下がトップページです。

https://www.freertos.org/index.html

SW構成

SW構成

FreeRTOS

ディレクトリ

以下にプロジェクトのディレクトリを図示します。

赤字はFreeRTOSのgitから取ってきます。

青字はFreeRTOSの設定ファイルです。似ている開発ボードのdemoプロジェクトから取ってきました。公式のページはhttps://www.freertos.org/a00110.htmlです。

緑字はCMakeのルートファイルで、FreeRTOSのビルド設定を追加します。

ディレクトリ

FreeRTOS git

FreeRTOSConfig.h

FreeRTOSConfig.h

このプロジェクトで変更が必要になった設定を説明します。

  • #define configUSE_IDLE_HOOK
    • 実行するタスクがないときに呼ばれる関数(vApplicationIdleHook)を使用する場合は”1”を設定します。使用する場合は関数を定義しないとビルドエラーになります。使用しないので”0”を設定します。
  • #define configUSE_TICK_HOOK
    • 一定周期で呼ばれる関数(vApplicationTickHook)を使用する場合は”1”を設定します。今までmain.cの無限ループで書いていた処理をこちらに移して、同じように動くことを確認します。使用するので”1”を設定します。
  • #define configCPU_CLOCK_HZ
    • CPUのクロック周波数を設定します。driver/clockに初期値付き変数で定義しています。開発ボードに標準で付いている内部クロックの周波数8MHzを設定しています。
  • #define configTICK_RATE_HZ
    • SysTickの周波数です。1000[Hz]を設定しています。つまり、1tickは1/1000 = 1msです。vApplicationTickHookが1ms周期で実行されます。
    • SysTickはユーザコードのdrive/clockで設定しますが、FreeRTOS(xPortStartScheduler->vPortSetupTimerInterrupt)がSysTickのレジスタを上書きします。
  • #define configTOTAL_HEAP_SIZE
    • HEAPのサイズです。大きいとRAMに入らずリンクエラーとなります。1KByteにしています。
  • #define configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW
    • スタックオーバーフローが発生したときに呼ばれる関数(vApplicationStackOverflowHook)を使用する場合は”1”を設定します。使用する場合は関数を定義しないとビルドエラーになります。使用しないので”0”を設定します。
  • #define configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK
    • MALLOC(動的メモリ確保)に失敗した時に呼ばれる関数(vApplicationMallocFailedHook)を使用する場合は”1”を設定します。使用する場合は関数を定義しないとビルドエラーになります。使用しないので”0”を設定します。

ルートCMakeLists.txtのFreeRTOSビルド設定

下記がFreeRTOSのビルド設定を記述した箇所です。

# FreeRTOS
set(FREERTOS_CONFIG_FILE_DIRECTORY "${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}" CACHE STRING "Absolute path to the directory with FreeRTOSConfig.h")
set(FREERTOS_PORT "GCC_ARM_CM4F" CACHE STRING "FreeRTOS port name")
set(FREERTOS_HEAP "1" CACHE STRING "FreeRTOS heap model number. 1 .. 5. Or absolute path to custom heap source file")
include_directories("${FREERTOS_CONFIG_FILE_DIRECTORY}")
add_subdirectory(lib/freertos)
・
・
・
target_link_libraries(sample freertos_kernel driver app)
  • FREERTOS_CONFIG_FILE_DIRECTORY
    • FreeRTOSConfig.hを置いたディレクトリを設定します。
  • FREERTOS_PORT
  • FREERTOS_HEAP
  • include_directories
    • FreeRTOSConfig.hへのインクルードパスを追加します。
  • add_subdirectory(lib/freertos)
    • FreeRTOSのCMakeLists.txtを実行します。freertos_kernelという名前のライブラリが作成されます。
  • target_link_libraries(sample freertos_kernel driver app)
    • ビルドの一番最後で、各ライブラリをリンクしています。ここにfreertos_kernelを追加します。

アプリ

LEDチカチカとUartの送信を行うアプリです。これまでの記事と同じです。実行している関数がvApplicationTickHookになっただけです。

https://github.com/ohmusso/NUCLEO-F302R8/blob/freertos/src/app/app.c

動作確認

前回と同じように、PCで送信されたデータを受信できました。

uartでの通信

以上

次はvApplicationTickHookではなく、タスクを作ってアプリを動かします。

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