TP5 - Systèmes embarqués / FPGA

Transcription

1 TP5 - Systèmes embarqués / FPGA La majorité des systèmes embarqués, à part quelques cas rares, nécessitent un noyau temps réel (RTOS). Un système temps réel est caractérisé par son exactitude logique : les sorties évoluent en fonctions des entrées et de l état interne, et son exactitude temporelle : les soties sont positionnées au bon moment. Il existe de nombreux noyaux temps réel gratuits ou payants. Xilinx propose un petit noyau temps réel robuste et compatible POSIX (Portable Operating System Interface) qui est un standard IEEE. Ce noyau nommé Xilkernel supporte quasiment toutes les API existantes dans POSIX. Il est intégré dans la plateforme de développement XPS (Xilinx Plateform Studio). Dans ce TP, les mécanismes essentiels rencontrés dans les noyaux temps réel seront traités. Les différents états d une tâche (process) 1

2 Partie matérielle 1. Créer un nouveau projet tp5 sous XPS en utilisant l outil WIZARD Associer au microprocesseur les périphériques suivants : Nom Fonction Taille mémoire interruption paramètres Block RAM Mémoire interne 64 ko 2 LMB Bram Controller Interface mémoire DDR2 SDRAM Mémoire externe 256 Mo 8 Switchs_8bit inverseurs 64 ko Non 8 bits en entrée 8 LEDs_8bit Diodes DEL 64 ko Non 8 bits en sortie XPS Timer Compteur/Timer 64 ko Oui 2 Timers actifs, 32 bits XPS Intc Contrôleur d interruption 64 ko RS232_Uart_0 Interface série 64 ko Non 9600B, 8bit, sans parité Debug Module MDM_0 Debugger 64 ko Clock Generator Générateur d horloge System Reset Générateur de «reset» PLB Bus BUS périphériques 2 LMB Bus BUS mémoire interne 2

3 3. Paramétrer le microprocesseur en modifiant le contenu des volets suivants : 3

4 4. Comparer votre fichier system.mhs au fichier du même nom qui est partagé sur le pc2fpga. 5. Hardware >> Generate bitstream : pour compiler la plateforme matérielle. 6. Une fois le fichier system.bit généré, exporter la plateforme matérielle vers SDK (Eclipse). Paramétrage partie logicielle sous SDK 1. Sous SDK, on se retrouve avec 1e répertoire qui contient la description de la plateforme matérielle : kernel_hw_platform. 2. Il faut commencer par configurer la plateforme logicielle avant de créer le soft. File >> New >> Xilinx Board Support Package : choisir l OS Xilkernel. 3. Clic droit sur la configuration BSP qui vient d être créée et choisir Board Support Package Settings. 4. Paramétrer la plateforme selon le modèle donné par la figure de la page suivante. 5. File >> New >> Project C Xilinx : pour créer le programme d application (Dans la deuxième fenêtre, il faut associer le programme à la configuration bsp créée précédemment. Vérifier le fichier de script. 4

5 0x x x400 0x400 5

6 Création et ordonnancement des tâches (à tour de rôle) 1. Associer au projet le fichier source threads_rr.c 2. Dans ce fichier une seule tâche est créée. Le programme peut être compilé et exécuté. Observer et analyser le résultat sur l Hyperterminal. 3. Il faut maintenant créer trois autres tâches. Compiler, exécuter le programme et analyser le résultat sur l Hyperterminal (si le défilement est trop rapide, arrêter l exécution et observer l historique avec l ascenseur). Affectation de priorités aux tâches 1. Modifier la configuration de Xilkernel pour travailler avec des priorités : sched_type = SCHED_PRIO 2. Remplacer le fichier source threads_rr.c par le fichier threads_prio.c 3. La tâche 1 a une priorité 1 (la plus élevée après 0). Affecter aux trois autres tâches les priorités suivantes : tâche2 = 2, tâche3 = 3, tâche4 = Compiler, exécuter le programme et analyser le résultat sur l Hyperterminal. 5. Ajouter l instruction sleep(5000) à chacune des tâches et observer la différence au niveau de l ordonnancement des tâches. Mutex et Sémaphores 1. Remplacer le fichier source threads_prio.c par le fichier sema.c 2. Compiler, exécuter le programme et analyser le résultat sur l Hyperterminal. 3. Expliquer le mécanisme utilisé dans ce fichier pour le passage de main d une tâche à l autre. 6