Multitasking mit AVR RISC-Controllern Multitasking mit AVR RISC-Controllern

Multitasking mit AVR RISC-Controllern

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Lösungsansätze und praktische Beispiele für Multitasking-Programme

Beschreibung

  • Entwicklung eines echtzeitfähigen, prioritätsgesteuerten, präemptiven Tasking-Systems
  • Von der einfachen Programmschleife zu Multitasking- und Echtzeitkonzepten
  • Anhand praktischer Beispiele für die Atmel-8-Bit-Controller

Das Buch stellt anhand praktischer Beispiele für die Atmel-8-Bit-Controller mehrere Ansätze für Multitasking-Programme vor. Ausgehend von der Lösung mit einer einfachen Programmschleife werden Multitasking- und Echtzeitkonzepte erläutert - bis hin zur Entwicklung eines echtzeitfähigen, prioritätsgesteuerten, präemptiven Tasking-Systems.
Die Ausführungen der verschiedenen Konzepte erfolgen anhand durchgehender Beispiele. Dabei wird zunächst immer die grundlegende Idee vorgestellt, die dann mithilfe der praktischen Beispielen konkretisiert und in einem anschließenden Blick auf die Details vertieft wird.

Aufbau des Buchs:

Multitasking, Kontext, Real-Time & Co.
Begriffliche Erklärungen und grundlegende Mechanismen.

Experimentierumgebung
Beschreibung der Hard- und Software.

AVR-Controller in C programmieren
Besonderheiten bei der Programmierung von AVR-Controllern.

Multitasking, die Erste: Die Minimalversion
Klassischer Ansatz zum Multitasking unter komplettem Verzicht auf einen Scheduler und dem Versuch, alles über Interrupts und eine große Programmschleife zu realisieren. Betrachtung verschiedener Scheduler mit wachsender Komplexität in Theorie und Praxis.

Multitasking, die Zweite: Ein Scheduler im Eigenbau
Darstellung der Funktionsweise eines einfachen prioritätsgesteuerten Schedulers für zyklische Funktionen.

Multitasking, die Dritte: Kooperation ist gefragt
Zeigt die Funktionsweise eines kooperativen Schedulers auf der Basis von Dunkels' Protothreads.

Multitasking, die Vierte: Präemptives Tasking
Vorstellung eines vollständig prioritätsgesteuerten RTOS-Schedulers mit Präemption.

Aus dem Inhalt:

  • Kooperatives Round Robin und präemptives Scheduling
  • Multitasking und Echtzeitfähigkeit
  • Hard- und Software für die Programmentwicklung
  • Serielle Schnittstelle initialisieren, Daten senden und empfangen
  • AD-Wandler initialisieren und analoge Spannungswerte einlesen
  • Timer2 als PWM konfigurieren
  • RTC-Drehzahlregler mit Tachogenerator u. m.
  • Scheduler: im Eigenbau und praktischer Einsatz
  • Adam Dunkels' Protothreads
  • COS-Drehzahlregler mit Drehgeber und Hardware-PWM
  • Protothreads: Makros machen's möglich
  • Taskliste, Semaphoren, FIFO, Scheduler und Speicherbedarf
  • Präemptives Tasking und die Idee dahinter
  • Semaphoren: gemeinsam genutzte Ressourcen schützen
  • RTOS: Teste die Möglichkeiten
  • RTOS-Drehzahlregler mit Drehgeber und Hardware-PWM
  • Interface-Schaltung für zwei Gleichstrommotoren mit Drehgeber
  • Pin-Belegung des benutzten Evaluation-Boards
  • Softwaremodule und Beispielprogramme

Über den Autor:
Prof. Dr. Ernst Forgber lehrt an der Hochschule Hannover an der Fakultät Elektro- und Informationstechnik. Er arbeitet auf den Gebieten Software-Technik, Echtzeitsysteme und Entwurf digitaler Schaltungen mit VHDL.

Autor: Prof. Dr. Ernst Forgber
260 Seiten, zahlreiche Abbildungen