NEP|名古屋大学組込みシステム人材育成プログラムNEP|名古屋大学組込みシステム人材育成プログラム

マルチプロセッサ用RTOSの利用とその内部構造 [オンライン開催]

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開講日 2020年12月22日(火曜日)
開講時間 09時30分から17時00分
(09時00分開場,集合時刻09時15分)
受講申込期間 2020年12月07日(月曜日)24時まで
受講料 20,000円(税込)
enPiT-Pro Embの「名古屋大学車載組込みシステムコース」のコース受講料に含まれますので,同コースの履修者には請求しません.
定員(先着順) 20名 オンライン会場:40名
会場・留意事項 ・テキストは,受講者に事前に送付します.
・勤務先や自宅などから,Webで受講してください.
・Webでの講義配信に,Zoomを使用します.
・必要な機材は,PC,ヘッドセット,通信環境です.カメラは任意です.
 詳しくは,こちらでご確認ください.
https://zoom.us/test でZoomの基本動作を確認できます.
・オンライン講義実践ガイドは,http://enpit-pro-emb.jpをご参照ください.
・初めてZoomを使用する受講者には,事前に接続テストを行いますのでご安心ください.
・質疑応答やグループワーク(発表含め)等は,Zoomで実施します.
・修了テストは,Webテストや,問題のWeb配信とE-mailでの提出などを検討中です.
・ネットワークトラブルにより受講ができなかった受講者には,後日に録画データを配信します.
講師 本田晋也(南山大学)
講座概要

大規模化・複雑化が進む組込みシステムにおいても,マルチプロセッサシステムの重要性が増しています.ソフトウェアの開発効率を上げ,保守性・流用性を高めるために,リアルタイムOS(RTOS)を用いることは必須です.そのため,マルチプロセッサを用いて組込みシステムを構築する際には,マルチプロセッサ用RTOSが必要となります.より効果的にマルチプロセッサ用RTOSを利用するには,使用するハードウェアアーキテクチャに最適かどうか,システム要件が実現できるかどうか等の判断が必要です.

この講座では,マルチプロセッサ用RTOSであるTOPPERS/FMPカーネルを題材に, 使用方法及びその内部構造について学びます.内部構造を知ることで,OSの能力 を活かしたアプリケーションの設計,ミドルウェアの設計が可能になります.

TOPPERS/FMPカーネルの開発者が,設計の根拠にまで踏み込んで解説します.実際のソースコードを見ながら解説をしていきますので,OSのソースコードの読み方も理解できるようになります.

実習機材 本講義では実習は実施しませんが,自習可能なファイル等を提供します.
以下の機材を用意することで実施可能です.

○実機による実習
Zybo Z7-10: Zynq-7000 ARM/FPGA SoC Development Board (参考価格 22,980円)
  ・Windows PC
    →ツールがインストール可能であること.
  ・MicroUSBケーブル
    →上記のZybo Z7-10(MicroUSB)とWindowsPCを接続するケーブル.

WindowsPCに下記のツールをインストールして下さい.
  ・Xilinx SDK 2019.1
    インストーラをダウンロード(無料のXilinxアカウントが必要)
[以下の選択によりインストール]
  ・Select Edition to Install
    →Xilinx Software Development Kit(XSDK) を選択
  ・Xilinx Software Development Kit(XSDK)
    →そのままNextボタンを押して進める
  ・Select Destination Directory
    →そのままNextボタンを押して進める
  ・TerTerm
    インストーラをダウンロード

インストール後,教材のファイル(講義前に連絡します)をダウンロードして展開して下さい.展開先はテキストと合わせるなら,"c:\home\"に展開して下さい.

上記が完了したら,テキストの"開発環境とカーネルの構築手順 編"に従って,つぎの操作を行ってください.
  ・ボードの設定
  ・PCとの接続
  ・TeraTermの起動
  ・Xilinx SDKの起動
  ・カーネル付属のサンプルプログラムのビルドと実行

到達目標 ・マルチプロセッサ用RTOSを使ったアプリケーション開発の概要を理解する
・マルチプロセッサ用RTOSの内部構造の概要を理解する
対象者 以下の(1)-(3)の条件がOR条件の方
 (1)RTOSを用いた組込みソフトウェア開発に従事されている方
 (2)マルチプロセッサを用いた組込みソフトウェア開発に従事されている方,従事する予定の方
 (3)マルチプロセッサ用OSの研究・開発に従事する予定の方
前提条件 以下の(1)-(3)の条件にAND条件であてはまること
 (1)リアルタイムカーネルの使用方法(外部仕様)を理解していること
 (2)C言語のプログラミングができること
 (3)TOPPERS/ASPカーネルの内部構造の概略を知っていること
講義計画 ・マルチプロセッサ用RTOSの概要
・マルチプロセッサ用RTOSの例(TOPPERS/FMPカーネル)
・アプリケーション開発の留意点
・アプリケーションのマルチプロセッサ対応解説
・TOPPERS/FMPカーネルのデータ構造
・システムコールの解説(1):act_tsk()
・ロックの実装
評価方法 enPiT-Pro Embの「名古屋大学車載組込みシステムコース」履修者がこの科目を受講した場合の修了認定基準は,次のとおりです.
・理解度テスト60点以上
・全時間数を出席していること
これまでに受講された方々の声
  • スピンロックとセマフォの違い等,非常に分かりやすく理解することができた.また,実装上の注意点や何故この設計にしたか等,有用な内容が多くありとても良かった.
  • スピンロックの動作など,コードを見ることで理解しやすかった.講義だけでなく実機を動かしたことでとても分かりやすく勉強になった.シングルコアとマルチコアの注意点についてもよく理解できた.
  • テキストに載っていないことで勉強になることが非常に多く、質問にも分かりやすく説明してもらえて,とても良かった.
備考
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