Операционная система реального времени Chibios/RT (Введение)

Автора давно интересовала тема применения операционных систем реального времени в микроконтроллерах. Недавно начал освоение stm32, закупив все Discovery до которых дотянулись жадные руки — stm32vl-discovery, stm32l-discovery, stm32F4-discovery. Начал изучать соответствующие семейства микроконтроллеров — stm32F100, stm32L152, stm32F407 — сразу наступил на грабли — библиотеки периферии у них разные… То есть Standard Peripherals Library для каждого контроллера часто по-разному называет регистры, таймеры, шины, и прочую периферию… Получается, что с каждым контроллером придется разбираться отдельно. Сама идея CMSIS оказалась опошлена — хотя ядро и общее, но работать программисту приходится в основном с периферией! А она отличается в разных семействах STM32 (я молчу про других производителей ARM-CM3). Хочется отвлечься от деталей реализации и сразу попробовать процессор «в бою».

Следующим душевным движением была мысль что такие ресурсы смешно использовать для банального полинга входов и выходов. На таких монстрах как F103 или, тем более, F407, можно организовать целую экосистему — отдельные задачи для общения с пользователем, с АЦП, с цифровыми входами… С приоритетами, мютексами и локами, блекджеком и шлюхами, со стеками протоколов и терминальным доступом к настройкам.
Бродя в смятении по интернетам, наткнулся на сайт проекта Chibios/RT — операционной системы реального времени, маскотом которого является этот симпатичный геккончик (?).

Автором операционной системы является господин Giovanni Di Sirio, который живет в прекрасном городе Салерно, Италия. Он постоянно находится на форуме поддержки, и на все возникающие вопросы отвечает очень быстро и по делу.

В поставке Chibios есть демонстрационные примеры для всех плат Discovery, включая ST8, которых у меня нет. Есть порты и для msp430, lpc и т. д.
Приятным моментом является наличие драйверов под все платформы, для которых есть демонстрационные примеры. Среди стандартных драйверов — Port, Serial, ADC, CAN, EXT, GPT, I2C, ICU, MAC, MMC, PWM, RTC, SDC, SPI, UART, USB, USB-CDC.
Обещает Джиованни и следующие плюшки:

• Эффективное и портируемое ядро с вытесняющей многозадачностью
• Лучшее в своем классе время переключения контекста
• Большое количество поддерживаемых архитектур и платформ.
• Статическая архитектура, все статически выделяется во время компиляции.
• Динамические расширения, динамические объекты поддерживаются опциональным слоем, реализованным поверх статического ядра.
• Большой набор примитивов: потоки, виртуальные таймеры, семафоры, мютексы, условные переменные, сообщения, почтовые ящики, флаги событий, очереди.
• Поддержка алгоритма наследуемого приоритета в мютексах.
• Поддержка внешних компонентов вроде стека TCP/IP и FATFS.

Поддерживаются различные среды программирования: Keil, IAR, Atollic. Но лучше всего работать в связке Eclipse + gcc + gdb. Помучившись, можно получить отличную IDE, тем более, что Джиованни написал под Eclipse специальный плагин, позволяющий узнавать положение дел в системе. В наличии на сайте и толковые статьи по настройке этого самого Eclipse + st-link. Но, пожалуй, главным достоинством системы, является ее разработчик — высочайшая квалификация и готовность помогать, отвечая порой на глупые вопросы новичков. Есть и документация — в основном в формате генерируемым Oxigen.
Что дальше? Качаем, читаем статьи про настройку IDE, открываем демонстрационные примеры и читаем про них статьи.