Interface (インターフェース) 2024年 11月号 [雑誌]

構成数 : 1

【特設】ゼロから学ぶOS
(特設記事は2023年7月号特集を再編集したものです)
【別冊】やり直しのためのコンピュータ技術 Vol.4 コンピュータの構成と動作
【注目】最新ラズパイ・マイコンPico 2に搭載 RP2350レポート

ゼロから作るマルチコアOS
プロローグ
マルチコアOSを理解するためには…作ってしまおう!
ゼロから作るマルチコアOS「Try Kernel」の概要 豊山祐一

第1部 OS作りの準備(1)…マルチコアを理解する
第1章
分類/プログラム構造/OSの方式
マルチコア・マイコンの基礎知識 豊山祐一
第2章
ハードウェア・スピンロック/インターコアFIFO/メモリ・アクセス
RP2040マイコンのマルチコア機能 豊山祐一
第3章
2コアで起床→休止を交互に繰り返してLチカ
マルチコア・プログラムをベアメタルで実行する 豊山祐一
Appendix1
豊山 祐一
マルチコアOSの開発環境 豊山祐一

第2部 OS作りの準備(2)…割り込みを理解する
第1章
マルチコアの制御に必須!基本動作からRP2040の割り込み機能概要まで
割り込みの基礎知識 豊山祐一
第2章
割り込みハンドラ/API/遅延ディスパッチ
OSの割り込み管理機能と実装 豊山祐一
第3章
超音波距離センサを例にμsオーダの時間計測を試す
割り込み機能を使ってみる 豊山祐一

第3部 OS作り(1)…ユーザがタスクを各コアに割り振る「AMP方式」
第1章
各コアに特定の処理を行わせる
AMP方式「Try Kernel-A」の概要と実装 豊山祐一
第2章
リセット・ハンドラ/メイン関数/初期タスクからアプリケーション・プログラム実行開始の同期まで
OS起動処理の実装 豊山祐一
第3章
機能検討から生成APIの設計,超音波距離センサを使った実験まで
CPUコア間メッセージの実装 豊山祐一

第4部 AMP方式「Try Kernel-A」で製作にトライ
第1章
モータとセンサをリアルタイム自作OSで制御!まずはシングルコア版で実装する
マイコン・カーの自動走行プログラムの作成 豊山祐一
第2章
タスク間通信をCPUコア間通信に置き換えてTry Kernel-Aへ移植する
自動走行プログラムをマルチコア化する 豊山祐一

第5部 OS作り(2)…OSがタスクを各コアに割り振る「SMP方式」
第1章
内部構造から割り込み管理,CPUコア間の同期通信まで
SMP方式「Try Kernel-S」の概要と実装 豊山祐一
第2章
SMP方式の要であるスケジューラ&ディスパッチャを実装する
タスク・スケジューリングの概要と実装 豊山祐一
第3章
演算能力を必要とする処理を並列実行してマルチコア化の効果を測定する
SMP方式「Try Kernel-S」を動かしてみる 豊山祐一
Appendix1
組み込みにおけるSMP方式のタスク・スケジューリング 豊山祐一

第6部 Pico SDKとTry Kernelの良いとこ取り
第1章
USB/Wi-Fi/Bluetoothや各種ライブラリとTry Kernelを共存
Pico SDKと連携するハイブリッド・システムの構築 豊山祐一
第2章
Pico SDKのネットワーク機能とTry Kernelを組み合わせる
製作(1)…Wi-Fi接続センサ・ノード 豊山祐一
第3章
割り込みハンドラとCPUコア間通信で操縦コマンドを伝える
製作(2)…Wi-Fi経由で操作するリモート・マイコン・カー 豊山祐一

特設 ゼロから学ぶOS
ゼロから学ぶOS 豊山祐一
プロローグ
いきなりマルチコアOS はちょっと…のビギナ向け
1500行OS「Try Kernel」でOSの基礎を学ぶ 豊山祐一

第1部 OSとは何か,そしてどんなOSを作るのか
第1章
タスクの優先度や状態遷移,スケジューリングが肝
マイコンOSの基本…リアルタイムとマルチタスク 豊山祐一
第2章
最小構成だけど仕事で使えるレベル
1500行OS「Try Kernel」の仕様を決める 豊山祐一

第2部 ステップ1…起動処理
第1章
main関数代わりにLEDを点滅させるまで
起動処理のプログラムを作る 豊山祐一

第3部 ステップ2…マルチタスク機能
第1章
実行コンテキストの退避/切り替え/復元
プログラムを切り替えるディスパッチャ 豊山祐一
第2章
待ち行列/優先度スケジューリング/タスク管理ブロック
実行すべきタスクとその順番を決めるスケジューラ 豊山祐一
第3章
時間管理の単位チック・タイムと割り込みの設定
システム・タイマとタスクの時間待ち機能 豊山祐一

第4部 ステップ3…タスクの同期と通信機能
第1章
例えばセンサ制御とデータ処理…優先度をコントロールできる
主に1対1のタスク同期に使われる…起床待ちと起床 豊山祐一
第2章
フラグの生成/待ち/セット/クリア
複数のタスク間で複雑な同期もできる…イベント・フラグ 豊山祐一
第3章
資源の獲得と返却
複数のタスク間での資源競合を防ぐ…セマフォによる排他制御 豊山祐一
第4章
Try Kernel 2.0の新機能
タスク間でデータ通信を行うメッセージ・バッファの実装 豊山祐一

Raspberry Piライフ
ArmとRISC-Vの両アーキテクチャ対応!データシートからハードウェアとセキュリティの進化を読み解く
最新ラズパイ・マイコンPico 2に搭載 RP2350レポート 中森章
IoTシステム構築塾
第4回 電源断対策/障害復旧/セキュリティ…ゲートウェイのセットアップと疎通確認 伊東賢一

テクノロジー掘り下げ
エンジニア数学
第5回音の信号処理(5)…状況に応じて自動的にノイズを除去してくれる「適応ノイズ・キャンセリング」 川村新
Pythonで体験カルマン・フィルタ入門
第2回 カルマン・フィルタで1次元運動を推定(1) 廣川類

AI画像処理
画像生成AIの新機能を試す
第2回 追加学習モデルを既存モデルと並行して動かす「LoRA」 湊雄一郎
ラズパイでエッジAI
第2回 PoseNet/MoveNetを使った人物姿勢推定 笹尾幸良
画像評価
ラズパイで体験!CMOSイメージセンサ性能の測定評価
第9回 PRNUその1…測定法 米本和也

回そう!モータ
毎号実験!自律移動ロボット
第10回 左右のかじ取りをマイコンで自動化し目的地に向かう 川村聡

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