Wio Terminal で TOPPERS/ASPカーネル : Getting started #Arduino

数年前に，R2CA を開発したのですが，Arduino M0 がディスコンになり開発を止めていました．

Arduino M0 に近い Wio Terminalが発売され，ライブラリを見ていると，FreeRTOSのArduinoライブラリがあることを知り，コードを読むとASPカーネルでも出来そうだと考え作成しました．

Wio Terminal用のArduino環境のインストール

Seeedのwikiを参考に，Arduino環境とライブラリをインストールしてBlinkが動作することを確認します．

なお，ArduinoIDEは1.8.6以上が必要です．

ハードウェア設定(オプション)

UART経由のコンソールを出力したい場合は，適当なUSB-UARTを裏の拡張コネクタの以下のピンに接続します．

端子番号	機能
6	GND
8	TXD
10	RXD

ライブラリのインストール

ここから最新のリリースのZIPファイルをダウンロードします．

Arduino IDEを起動して，スケッチ -> ライブラリをインクルード -> .ZIP形式のライブラリをインストールを選択します．

ファイルダイアログが表示されるのでダウンロードしたZIPファイルを指定してインストールします．

サンプルの実行

ArduinoIDEのファイル -> スケッチの例 -> ToppersASP -> ToppersASP_Blink を選択してサンプルを読み込みます．

Wio TerminalのUSB端子とPCを接続する．
- マイコンボードに書き込むを選択して書き込む．
ターミナルエミュレータを接続
- Wio TerminalのUSB端子によるCOMポート
- USB UARTによるCOMポート(オプション)
実行
- Wio TerminalのUSB端子によるCOMポートにターミナルエミュレータを接続すると実行が開始される．

コード解説

ToppersASP_Blinkでは，次の3個のタスクを実行する（正確にはログタスクを加えて4個）．

task1()
task2()
loop()

setup()

以下の内容を記載する．

USBUartの初期化(オプション)
- 必ずサンプルと同様の順序で記載する．
その他の初期化(オプション)
- ポートの初期化等を記載する．
カーネルの起動
- StartToppersASP()を呼び出すことでカーネルが起動する．

カーネルオブジェクトの初期化(user_inirtn())

カーネル起動後に呼び出される．カーネルオブジェクトの初期化処理を記載する．
これらのサービスコールは，この関数内で飲み呼び出し可能．

    ER  cre_tsk(ID tskid, const T_CTSK *pk_ctsk);
    ER  cre_sem(ID semid, const T_CSEM *pk_csem);
    ER  cre_flg(ID flgid, const T_CFLG *pk_cflg);
    ER  cre_dtq(ID dtqid, const T_CDTQ *pk_cdtq);
    ER  cre_pdq(ID pdqid, const T_CPDQ *pk_cpdq);
    ER  cre_mbx(ID mbxid, const T_CMBX *pk_cmbx);
    ER  cre_mpf(ID mpfid, const T_CMPF *pk_cmpf);
    ER  cre_cyc(ID cycid, const T_CCYC *pk_ccyc);
    ER  cre_alm(ID almid, const T_CALM *pk_calm);
    ER  cfg_int(INTNO intno, const T_CINT *pk_cint);
    ER  att_isr(const T_CISR *pk_cisr);
    ER  def_inh(INHNO inhno, const T_DINH *pk_dinh);
    ER  def_exc(EXCNO excno, const T_DEXC *pk_dexc);

各オブジェクトのIDは次の値を使用する．nは1～10を指定可能．10個以上のオブジェクトを使用したい場合は，./doc/customize.txt を参考のこと．

オブジェクト	マクロ
タスク	TASKn
セマフォ	SEMn
イベントフラグ	FLGn
データキュー	DTQn
優先度データキュー	PDQn
メールボックス	MBXn
メッセージバッファ	MBFn
周期ハンドラ	CYCHDRn
アラームハンドラ	ALMHDRn

タスク生成の例

タスクを生成する例は次のようになる．

void
user_inirtn() {

  T_CTSK  ctsk;
  ER    ercd;

  ctsk.tskatr = TA_ACT;
  ctsk.exinf = 1;
  ctsk.task = task1;
  ctsk.itskpri = 10;
  ctsk.stksz = 1024;
  ctsk.stk = NULL;
  ercd = cre_tsk(TASK1, &ctsk);

  ....
}

タスク本体の記述は通常のASPカーネルと同じである．タスク本体では，ASPカーネルのAPIとArduinoの両方を呼び出し可能である．

void
task1(intptr_t exinf)
{
  int count = 0;
  while(1){
    syslog(LOG_NOTICE, "task1 is running. %d", count++);
    dly_tsk(1000);
  }
}

loop()

loop()関数はASPカーネルの最低優先度のタスクとして実行される．タスクIDは，IDLE_TASK である．

ToppersASP_Blink のソースコード

#include <ToppersASP.h>

#define USE_SERIALUSB

void setup() {
#ifdef USE_SERIALUSB
  SerialUSB.begin(115200);
  ToppersASPDelayMs(1000);
  while (!SerialUSB);
#endif /* USE_SERIALUSB */

  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);

  StartToppersASP();
}

void
task1(intptr_t exinf)
{
  int count = 0;
  while(1){
    syslog(LOG_NOTICE, "task1 is running. %d", count++);
    dly_tsk(1000);
  }
}

void
task2(intptr_t exinf)
{
  int count = 0;
  while(1){
    syslog(LOG_NOTICE, "task2 is running. %d", count++);
    dly_tsk(1000);
  }
}

void
user_inirtn(void)
{
  T_CTSK  ctsk;
  ER    ercd;

  ctsk.tskatr = TA_ACT;
  ctsk.exinf = 1;
  ctsk.task = task1;
  ctsk.itskpri = 10;
  ctsk.stksz = 1024;
  ctsk.stk = NULL;
  ercd = cre_tsk(TASK1, &ctsk);

  ctsk.task = task2;
  ercd = cre_tsk(TASK2, &ctsk);
  assert(ercd == E_OK);  
}

int loop_count;

void loop() {
#ifdef USE_SERIALUSB
  SerialUSB.print("loop: ");
  SerialUSB.println(loop_count++);
#else /* USE_SERIALUSB */
    syslog(LOG_NOTICE, "loop is running. %d", loop_count++);
#endif /* USE_SERIALUSB */
  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
  delay(1000);                       // wait for a second
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);    // turn the LED off by making the voltage LOW
  delay(1000);                       // wait for a second
}

変更履歴

2020/09/21
- 新規作成