Контрольная работа: Розробка операційної системи реального часу для цифрового сигнального процесора MicroDSP-RTOS

Важливим моментом є також те, що всередині процедур обробки переривань неможливий виклик функцій очікування. При спробі викликати таку функцію буде повернуто код помилки. Здійснення ж сигналів та повідомлень, а також звільнення семафорів всередині обробників переривань допустимо, хоча і вимагає деяких додаткових дій, а саме: на початку процедури обробки необхідно зберегти контекст поточного завдання шляхом виклику відповідної системної функції, а в кінці замість звичайної інструкції повернення з переривання (RETI) потрібно виконати виклик системної функції повернення, яка присутня у RTOS API. Це все потрібно для того, щоб забезпечити коректну обробку переривання. У звичайній ситуації виклик функції відправлення повідомлення може викликати переключення на більш пріоритетну задачу. У разі ж обробки переривання така поведінка неприпустимо, і тому замість негайного перемикання функція відправлення повідомлення просто виставляє прапор перемикання. Після того, як обробка переривання буде завершена, можна виконувати перемикання завдань, що і робить системна функція повернення з переривання, якщо виявляє, що прапор виставлений (саме для цього на початку потрібно зберегти контекст завдання).

2. Підтримка MicroDSP-RTOS в MetaDSP

Система MicroDSP-RTOS розроблялася для створення проектів в інтегрованому середовищі крос-розробки MetaDSP, в якій були додані нові можливості, що полегшують створення й налагодження RTOS-проектів. У першу чергу це система RTOS Illuminator, що дозволяє переглядати і змінювати стан завдань у процесі виконання програми. Також були додані два нових типи профілюванням і новий тип проекту, що містить базовий шаблон для RTOS-проекту. Розглянемо ці нововведення докладніше.

2.1 RTOS Illuminator

Цей інструмент являє собою вбудовану утиліту для спостереження за станом процесів і управління ними ззовні. Візуально RTOS Illuminator є приєднується вікном у середовищі MetaDSP, в якому на декількох вкладках відображує стан підключених на даний момент задач.

Рис. 2. Вид вікна RTOS Illuminator, управління завданнями

Вона дозволяє переглядати поточний стан процесів: ім'я процесу (ім'я підключається функції, поле Name), пріоритет (поле Priority), поточний статус процесу (Status). Якщо завдання припинена або перебуває у стані очікування, для неї відображається значення таймауту (Delay), а для задач, які чекають настання деякого події, додатково вказується, яка саме ця подія (Event). Для виконуваної в даний момент завдання також зазначаються кількість тактів, що минув з моменту останнього перемикання на це завдання (Resumed Cycles), та поточний адресу виконання (Run Address). Для неактивних завдань у поле Run Address виводиться адреса програмної пам'яті, з якого буде продовжено виконання завдання. Подвійним клацанням миші по цьому полю можна перейти до того місця вихідного коду, яке відповідає вказаною адресою, тобто по суті, до тієї точки виконання, в якій завдання була перервана.

Крім цього в цій вкладці можна змінювати стан завдань, а саме:

a. відключити завдання (команда Disconnect Task в системному меню);

b. перевести задачу з режиму очікування, блокування або призупиненого стану в режим готовності (команда Make Task Ready);

c. змінити пріоритет завдання (редагуванням значення в полі Priority);

d. змінити значення таймауту (при виставленні таймауту в 0 завдання, що перебуває в стані припиненому буде переведена в режим готовності, а для задач, які чекають настання якого-небудь події значення 0 означатиме нескінченний час очікування);

Зліва від імені кожного завдання присутній прапорець, включивши який, можна встановити точку зупину, спрацьовує в момент перемикання RTOS на це завдання. Ця функція значно розширює можливості налагодження багатопоточних додатків.

На Рис. 3 показана вкладка Events.

Рис. 3. Вид вікна RTOS Illuminator, управління об'єктами синхронізації

На цій вкладці відображаються всі об'єкти межзадачного взаємодії і синхронізації, створені програмою. Для кожного об'єкта виводяться його адреса (у полі Name), тип об'єкта (сигнал, семафор, поштову скриньку і т. п., поле Type) і список завдань, які очікують даний об'єкт синхронізації (поле Waiting Tasks). Для сигналів і семафорів додатково виводиться лічильник, який представляє собою поточний стан об'єкту (Counter), а для поштових скриньок і черг повідомлень – покажчик на повідомлення, якщо воно присутнє (Message).

Так само, як і у вкладці Tasks, ліворуч від кожного об'єкта присутній прапорець, який включає / вимикає точку зупину, які виконуються при настанні зазначеного події.

Вкладка Stack Info надає інформацію про поточний стан стека для кожного завдання. Для поточного завдання це буде просто значення стековий регістрів, а для всіх інших завдань виводяться значення, збережені в контексті при перемиканні. На цій вкладці також відображаються розмір стека, процентне співвідношення його використання і максимальний відсоток використання, який був за весь час роботи даної задачі.

Вкладка RTOS Info відображає відомості про систему RTOS в цілому: кількість тактів, що минув з моменту останнього спрацьовування таймера, тривалість кванта часу, загальне число квантів часу, який минув з моменту старту системи, і версію RTOS.

2.2 RTOS Profiler

Рис. 4. Вид вікна RTOS Profiler, послідовність завдань

Спочатку, до розробки MicroDSP-RTOS, в MetaDSP був присутній вбудований Профілювальники, що надає інформацію про розподіл процесорного часу між різними функціями всередині програми, а також збирає статистику по кількості виконаних процесорних інструкцій різного типу. З появою MicroDSP-RTOS були додані два нових типи профілізацією.

Відображення послідовності виконуються завдань (Мал. 4).

Ця вкладка вікна Профілювальники надає в наочному графічному вигляді, які завдання і протягом якого проміжку часу виконувалися. Проміжок часу вказується як в процесорних тактах, так і в системних кванта часу.