STM32 プロセッサにおける FreeRTOS のスケジューリングの最適化

この例では次を使用します。

この例では、Embedded Coder® Support Package for STMicroelectronics® STM32 Processors を使用して、STMicroelectronics NUCLEO-F207ZG ボードで Simulink® モデルを実行する方法を示します。STM32CubeMX ワークフロー内での "FreeRTOS" のスケジューリングの実装をガイドし、効率的なタスク管理とコード実行を実現できるようにします。

"FreeRTOS" は、組み込みデバイス向けに設計されたオープンソースのリアルタイムオペレーティングシステム (RTOS) であり、効率的なマルチタスクとリソース管理を可能にします。STM32 プロセッサと組み合わせると、複雑なリアルタイムアプリケーションを開発するためのフレームワークが提供されます。

はじめに

Embedded Coder® Support Package for STMicroelectronics® STM32 を使用すると、モデルで指定されたレートに基づいてコード実行をスケジューリングできます。これは FreeRTOS と統合されており、スレッドと時間の管理のための標準インターフェイスを提供します。この STMicroelectronics® STM32 プロセッサでは "Digital Port Write" ブロックがサポートされており、異なる基本レートで動作できます。

この例では、STMicroelectronics NUCLEO-F207ZG のコードを生成するように Simulink モデルを構成し、生成されたコードを実行して指定したレートで定期的に LED を点灯および消灯する方法について説明します。

前提条件

以下のチュートリアルを完了します。

必要なハードウェア

STMicroelectronics NUCLEO-F207ZG

モデル

事前構成済みのモデル FREERTOS_gettingstarted を開きます。この例では、STM32 プロセッサで FreeRTOS を使用して、指定したレートで LED を点滅させる方法を示します。

1. モデルで指定したサンプルレートで LED ライトを点滅させるようにターゲットモデルを構成します。

2. GPIO ブロックをダブルクリックして [ブロックパラメーター] ダイアログボックスを開き、次のピン番号が構成されていることを確認します。

緑色 LED は GPIOB 端子のピン 0 に接続されています。
青色 LED は GPIOB 端子のピン 7 に接続されています。
赤色 LED は GPIOB 端子のピン 14 に接続されています。

3. STM32CubeMX プロジェクトで、ユーザー LED を切り替えるために、同じピン (PB0、PB7、PB14) を GPIO_Output として構成します。詳細については、FreeRTOS の STM32CubeMX プロジェクトの構成を参照してください。

Simulink モデルの構成

1. FREERTOS_gettingstarted モデルを開きます。

2. Ctrl+E を押して [コンフィギュレーションパラメーター] ダイアログボックスを開きます。左側のペインで [ハードウェア実行] をクリックします。[ハードウェアボード] を [STM32F2xx Based] に設定します。

3. [ハードウェアボード設定] で [オペレーティングシステム/スケジューラ] を展開し、[オペレーティングシステム] を [FreeRTOS] に設定します。

4. [ビルドオプション] に移動し、[参照] をクリックして gettingStarted_F2027ZG.ioc STM32CubeMX プロジェクトファイルを選択します。STM32CubeMX プロジェクトの詳細については、STMicroelectronics の STM32 プロセッサベースのボード入門を参照してください。

5. [オペレーティングシステム] を [FreeRTOS] に設定する場合は、次の Simulink 構成を検討してください。

FreeRTOS を使用する場合は、モデルの基本レートを 1 ms 以上の値に設定してください。
FreeRTOS では、最大 56 のスレッド優先順位 (0 ～ 55) がサポートされています。1 - 40 のスレッド優先順位はモデルレートのスケジュールに使用できます。41-55 のスレッド優先順位は、カスタム定義の高優先順位のスレッド用に予約されています。アイドルスレッドの優先順位はエクスターナルモードシミュレーション用に予約されています。

メモ: モデルレートのスケジューリングにはソフトウェアタイマーが使用されます。タイマーのタスクの優先順位は、最高のスケジューリングレート (基本レートは 40) よりも高い優先順位に設定する必要があります。
FreeRTOS を使用する場合、[コンフィギュレーションパラメーター]、[コード生成]、[最適化]、[詳細設定パラメーター]、[最大スタックサイズ] リストで指定した値が各スレッドに適用されます。ただし、一部のスレッドでは指定されたスタックサイズが完全には利用されない可能性があります。

メモ: スレッドのスタックサイズは、[コンフィギュレーションパラメーター]、[コード生成]、[最適化]、[詳細設定パラメーター]、[最大スタックサイズ] および [STM32CubeMX]、[Middleware]、[FREERTOS]、[Kernel settings]、[Config parameters]、[Minimal stack size] で [最大値] として設定されます。