ＲＴＸ調査part1

RTX RTOS

とりあえず気になっているRTXについて調査。
展開したソースには詳細なドキュメントは一切なく、サンプルがあるだけ。

MDK-ARMのuvisionについているRL-RTXのドキュメントが対応する模様。
これは無料32KB制限版にも入っている。

Source code

Directory structure
$ tree -d ./
./


    

    -- Boards
    

    

       `-- Keil
    

    

           `-- MCB1700
    

    

               
    -- RTX_Blinky
    

    

               
       
    -- ARM
    

    

               
       
    -- G++
    

    

               
       
    -- GCC
    

    

               
       `-- IAR
    

    

               `-- RTX_Traffic
    

    

                   
    -- ARM
    

    

                   
    -- G++
    

    

                   
    -- GCC
    

    

                   `-- IAR
    

    

    -- Examples
    

    

       
    -- C++
    

    

       
       
    -- Example1
    

    

       
       
       
    -- ARM
    

    

       
       
       
    -- GCC
    

    

       
       
       `-- IAR
    

    

       
       `-- Example2
    

    

       
           
    -- ARM
    

    

       
           
    -- GCC
    

    

       
           `-- IAR
    

    

       
    -- Mail
    

    

       
       
    -- ARM
    

    

       
       
    -- G++
    

    

       
       
    -- GCC
    

    

       
       `-- IAR
    

    

       
    -- Message
    

    

       
       
    -- ARM
    

    

       
       
    -- G++
    

    

       
       
    -- GCC
    

    

       
       `-- IAR
    

    

       
    -- RTX_ex1
    

    

       
       
    -- ARM
    

    

       
       
    -- G++
    

    

       
       
    -- GCC
    

    

       
       `-- IAR
    

    

       
    -- RTX_ex2
    

    

       
       
    -- ARM
    

    

       
       
    -- G++
    

    

       
       
    -- GCC
    

    

       
       `-- IAR
    

    

       `-- Semaphore
    

    

           
    -- ARM
    

    

           
    -- G++
    

    

           
    -- GCC
    

    

           `-- IAR
    

    

    -- INC
    

    

    -- LIB
    

    

       
    -- ARM
    

    

       
    -- GCC
    

    

       `-- IAR
    

    

    -- SRC
    

    

       
    -- ARM
    

    

       
    -- GCC
    

    

       `-- IAR
    

    

    -- Templates
    

    

       
    -- CM0
    

    

       
       
    -- ARM
    

    

       
       
    -- G++
    

    

       
       
    -- GCC
    

    

       
       `-- IAR
    

    

       
    -- CM3
    

    

       
       
    -- ARM
    

    

       
       
    -- G++
    

    

       
       
    -- GCC
    

    

       
       `-- IAR
    

    

       `-- CM4
    

    

           
    -- ARM
    

    

           
    -- G++
    

    

           
    -- GCC
    

    

           `-- IAR
    


`-- Tests
  • Boards
    • 実際にKeilで発売しているMCB1700で動作可能なサンプル。
  • Examples
    • Simulatorで動作可能なサンプル。（に、見える）
  • INC
    • RTXを使用する際のincludeファイル群。
  • LIB
    • Pre-compile し、ライブラリ化された RTX kernel 本体。デバッグ情報はついている。
  • LIB/ARM
    • ARM RVCT4 環境(MDK)用のkernel
  • LIB/GCC
    • GCC環境(含Sourcery G++)のkernel
  • LIB/IAR
    • IAR EWARM用のkernel
  • SRC
    • RTX kernel source。
  • Templates
    • RTXを使用する際のテンプレート集
  • Tests
    • 空。よくわからない。

Kernel overview

uITRON4 より kernel object は種類が少ない感じ。
「scheduler + inter task(process) communication」数点に絞り込んである。

  • Selectable task scheduler
    • Preemptive scheduling
    • Round-Robin scheduling
    • Co-operative multi-tasking
  • Event flags
    • task毎に最大16個のevent flagを設定でき、待ち合わせに使える
      • AND-connection : 指定フラグが全て揃うまでTaskを待ち状態にすることができる
      • OR-connection : 指定フラグがどれか上がるまでTaskを待ち状態にすることができる
  • Semaphores
    • Binary semaphore
    • Semaphoreを獲得できなかったtaskはsleepに入る
  • Mutexes
    • Semaphoreに変わるもう一つのリソース競合調停の仕組み
  • Mailboxes
    • uITRONのMailboxesとほぼ同じ？

Scheduler detail

Scheduling rule
  • Preemptive scheduling
    • 各Taskは個別の実行優先度をもつ
    • Preemptの発生か、blocking OS callをするまでタスクは実行される
  • Round-Robin scheduling
    • 各Taskは個別の実行優先度をもたない
    • Time-sliceの期限時間がくるかblocking OS callまでタスクは実行される
  • Co-operative multi-tasking
    • 各Taskは個別の実行優先度をもたない
    • Time-sliceもない
    • os_tsk_pass()呼び出しか、blocking OS callまでタスクは実行される
Task states
  • RUNNING
    • 現在実行中
  • READY
    • 実行可能だが現在実行されていない状態
  • WAIT_DLY
  • WAIT_ITV
  • WAIT_OR
    • os_evt_wait_or()のEvent待ち状態
  • WAIT_AND
    • os_evt_wait_and()のEvent待ち状態
  • WAIT_SEM
    • os_sem_wait()によりSemaphore空きを待っている状態
  • WAIT_MUT
    • os_mut_wait()によりMutex空きを待っている状態
  • WAIT_MBX
    • os_mbx_wait()によりMail着信を待っている状態
  • INACTIVE

Technical description

Technical data
Description ARM7™/ARM9™ Cortex™-M
Defined Tasks Unlimited Unlimited
Active Tasks 250 max 250 max
Mailboxes Unlimited Unlimited
Semaphores Unlimited Unlimited
Mutexes Unlimited Unlimited
Signals / Events 16 per task 16 per task
User Timers Unlimited Unlimited
Code Space <4.2 Kbytes <4.0 Kbytes
RAM Space for Kernel 300 bytes + 80 bytes User Stack 300 bytes + 128 bytes Main Stack
RAM Space for a Task TaskStackSize + 52 bytes TaskStackSize + 52 bytes
RAM Space for a Mailbox MaxMessages * 4 + 16 bytes MaxMessages * 4 + 16 bytes
RAM Space for a Semaphore 8 bytes 8 bytes
RAM Space for a Mutex 12 bytes 12 bytes
RAM Space for a User Timer 8 bytes 8 bytes
Hardware Requirements One on-chip timer SysTick timer
User task priorities 1 - 254 1 - 254
Task switch time <5.3 µsec @ 60 MHz <2.6 µsec @ 72 MHz
Interrupt lockout time <2.7 µsec @ 60 MHz Not disabled by RTX
Timing spec
Function ARM7™/ARM9™(cycles) Cortex™-M(cycles)
Initialize system (os_sys_init), start task 1721 1147
Create task (no task switch) 679 403
Create task (switch task) 787 461
Delete task (os_tsk_delete) 402 218
Task switch (by os_tsk_delete_self) 458 230
Task switch (by os_tsk_pass) 321 192
Set event (no task switch) 128 89
Set event (switch task) 363 215
Send semaphore (no task switch) 106 72
Send semaphore (switch task) 364 217
Send message (no task switch) 218 117
Send message (switch task) 404 241
Get own task identifier (os_tsk_self) 23 65
Interrupt lockout <160 0