Labs
Lab 4 - RTOS

LAB - RTOS (freeRTOS)

Lab 4
Data limite para entrega: 18/09/2023
Entregue o código pelo repositório do Classroom
Procurando o link para FORMS? Leia o box a seguir

Forms ???

Vamos testar um novo formato nesta entrega, issues foram criadas no seu repositório, você deve fechar as issues de acordo com o que realizou nesta entrega, iremos verificar os códigos com as issues que foram fechadas.

Você só deve fechar as issues do que foi concluido.
Se não concluiu 100% a issues, você pode fazer um comentário que ireimos analisar!

Neste laboratório iremos trabalhar com os seguintes códigos exemplos que foram fornecidos no repositório do classroom (você também pode encontrar eles no repositório SAME70-examples):

RTOS-PIO-IRQ
RTOS-AFEC-IRQ

Neste laboratório iremos trabalhar com o uso de um sistema operacional de tempo real (RTOS). O sistema operacional a ser utilizado é o FreeRtos (www.freertos.org), um sistema operacional muito utilizado pela industria, sendo o segundo sistema operacional (20%) mais utilizado em projetos embarcados, perdendo só para o Linux.

Tip

Para dicas de como usar o RTOS acesse:

Util/Freertos

Parte 1: RTOS-PIO-IRQ

Nesta etapa iremos

Executar uma demo de RTOS (RTOS-PIO-IRQ)
Entender e modificar o exemplo
Praticar

Setup

OLED1

Grave o Firmware

Grave o firmware do exemplo "RTOS-PIO-IRQ" na placa.

Terminal

Iremos usar o código exemplo RTOS-PIO-IRQ para aprenderemos os principais recursos do RTOS, neste exemplo criamos duas tasks: task_but e task_led que se comunicam via uma fila. O botão da placa é configurado para operar com interrupção de borda, liberando um semáforo para a task_but, que processa a informação e envia um novo valor de delay para a task_led:

Executando

Antes de seguir analise um pouco o código e tente entender o que está acontecendo, para isso consulte a página desse lab chamada de Teoria.

Praticando - semáforo

Projeto
`RTOS-PIO-IRQ`

A ideia aqui é possibilitar diminuirmos a frequência através de outro botão! Para isso teremos que adicionar mais um semáforo que irá se comunicar com a task_but.

Dicas:

Você NÃO deve criar outra task, tem que fazer tudo na task_but
Por conta do FreeRTOS as interrupções de HW devem possuir prioridade maior que 4.
Temos um resumo de como usar os recursos do RTOS:
- Util/Freertos CONSULTE ESSE MATERIAL

Tarefa:

Modifique o código adicionando um botão da placa OLED:
interrupcao e callback
Crie um novo semáforo e libere ele quando o botão novo for apertado.
Na task but processe o semáforo aumentado o valor da frequência

Qualidade de Código:

Lembre de verificar se os testes de qualidade de código estão passando (push para o repositório).

Esperado:

Exercise

Projeto
`RTOS-PIO-IRQ`

Agora vamos usar os outros dois botões da placa OLED, cada botão vai decrementar a frequência por uma constante diferente:

BTN1: 10
BTN2: 5
BTN3: 1

Para isso você deverá:

configurar o callback para cada botão novo
Criar um novo semáforo para cada botão
Ler os semáforos na task_but e processar os valores

Tarefa:

Agora faca o mesmo para os outros dois botões da placa OLED que faltaram, cada um modificando a frequência com um valor diferente.

Qualidade de Código:

Lembre de verificar se os testes de qualidade de código estão passando.

Esperado:

Parte 2: RTOS-AFEC-IRQ

Outro exemplo que vamos usar como base é o RTOS-AFEC-IRQ que faz a leitura de um valor analógico do pino do uC, você deve ler o README que possui o diagrama de ligações e uma pequena explicação do código.

Executando

Antes de seguir analise um pouco o código e tente entender o que está acontecendo, analise a task, as interrupções e também o uso da fila.

Praticando

Projeto
`RTOS-AFEC-IRQ`

A ideia agora é criarmos uma task intermediária (task_proc) que irá fazer o processamento dos dados recebidos pelo ADC.

A task_proc deverá calcular a média móvel (N=10) dos dados do ADC e então enviar esses dados para para a task task_adc via uma nova fila, com o objetivo de ser exibido. A ideia da média móvel é aplicar um filtro passa baixas para remover ruídos do sinal.

Referência: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/dsp-book/dsp_book_ch15.pdf

Tarefas/dicas:

Modifique o código adicionando a task_proc
Faça a leitura do dado do AFEC nessa nova tarefa
Crie uma nova fila, e envie o dado da task_proc para a task_adc (dado bruto, ainda sem processamento)
Na task_adc exiba o dado via printf
Agora na task proc calcule a média móvel e o envie para a task_adc.

Qualidade de Código:

Lembre de verificar se os testes de qualidade de código estão passando.

Esperado:

Conceito C

Até aqui é C, você deve fechar as issues que foram abertas no seu repositório (não vamos usar mais o google forms!) referentes ao que foi feito.

Info

Lembre de verificar se os testes de qualidade de código estão passando.

Conceito B

Praticando - queue

Projeto
`RTOS-PIO-IRQ`

No código dos botões, no lugar de usar um semáforo para cada botão, vamos usar uma única fila que irá realizar a comunicação entre os callbacks dos botões e a task task_but.

Tarefa:

Crie mais uma uma fila
Cada callback deve colocar o valor referente ao ID do botão que foi apertado
A task_but recebe o valor e repassa para a task_led

Qualidade de Código:

Lembre de verificar se os testes de qualidade de código estão passando.

Esperado:

Você saberia informar na fila se o botão foi apertado ou liberado?

Conceito A

Praticando - queue

Projeto
`RTOS-AFEC-IRQ`

No código do AFEC, vamos adicionar mais um potênciometro e para isso vamos precisar de mais uma entrada analógica.

Tarefa:

Configure um novo pino para funcionar com AFEC (No README do exemplo tem uma explicação)
Crie um novo Timer
Envio de dados:
Você pode criar uma nova fila para enviar os dados do novo AFEC
Você pode modificar o tipo da fila e enviar os dados usando uma única fila
A task_process recebe o valor dos dois afecs e faz uma média com eles:
$valor = (AFEC1 + AFEC0)/2$

Qualidade de Código:

Lembre de verificar se os testes de qualidade de código estão passando.