Introduction to RTOS Part 2 - Getting Started with FreeRTOS | Digi-Key Electronics

Introducción a FreeRTOS en ESP32

Conceptos Generales de RTOS

• En esta serie, se abordarán conceptos generales de RTOS y su implementación usando FreeRTOS en un ESP32, utilizando el Arduino IDE para simplificar el proceso.

• Se recomienda visitar la documentación de FreeRTOS para entender cómo construir y ejecutar aplicaciones demo que vienen con el código fuente.

Integración de FreeRTOS en Proyectos

• Incluir FreeRTOS en un proyecto es sencillo; se deben incluir archivos C y encabezados específicos, además de elegir un archivo de gestión de heap.

• Es importante asignar uno de los temporizadores del microcontrolador como el temporizador tick del RTOS.

Recursos Adicionales para Aprender sobre FreeRTOS

Documentación y Libros Recomendados

• Se sugiere descargar "Mastering the FreeRTOS Real-Time Kernel" y el manual de referencia para facilitar la navegación por FreeRTOS.

• La biblioteca FreeRTOS es solo un programador; la biblioteca FreeRTOS Plus incluye controladores adicionales, principalmente para redes como TCP y UDP.

Ejemplos Prácticos

• Al explorar ejemplos, se debe prestar atención al archivo config que define variables importantes.

• El ESP32 utiliza una versión modificada de FreeRTOS dentro del marco ESP-IDF, soportando arquitectura SMP (multiprocesamiento simétrico).

Configuraciones Específicas del ESP32

Instalación del Entorno Arduino

• Para usar el ESP32 con Arduino IDE, se deben agregar URLs específicas en las preferencias del gestor de placas.

• Los ajustes en un archivo config.h son cruciales; este archivo determina configuraciones como niveles de prioridad y tamaño mínimo del stack.

Definición y Creación de Tareas

• Al definir tareas, es esencial informar al programador sobre ellas para que pueda priorizarlas adecuadamente. Las funciones deben devolver nada y aceptar un puntero void como parámetro.

Implementación Práctica: Programa Blinky

Creando el Programa Clásico Blinky

• En este ejemplo clásico, se encenderá un LED durante 500 ms y luego se apagará durante 500 ms.

¿Cómo funcionan los RTOS y la creación de tareas en FreeRTOS?

Introducción a los RTOS y el temporizador de ticks

• La mayoría de los sistemas operativos en tiempo real (RTOS) utilizan un temporizador de ticks, que es un temporizador de hardware del microcontrolador que interrumpe al procesador a intervalos específicos.

• El período de interrupción se conoce como "tick", y el planificador tiene la oportunidad de determinar qué tarea debe ejecutarse en cada tick.

• FreeRTOS establece por defecto el período del tick en un milisegundo, definiendo portTICK_PERIOD_MS como uno.

Creación y configuración de tareas

• La función vTaskDelay espera el número de ticks para retrasar, no el número de milisegundos; por lo tanto, se debe dividir los milisegundos deseados por el período del tick.

• Al usar xTaskCreatePinnedToCore, se indica al planificador que la tarea debe ejecutarse solo en uno de los núcleos disponibles. Esta función no está presente en Vanilla FreeRTOS; se utilizaría xTaskCreate en su lugar.

Parámetros importantes para las tareas

• Se deben especificar varios parámetros: la función a llamar para la tarea, un nombre para la tarea como cadena, y el tamaño del stack en bytes (mínimo 768 bytes).

• La prioridad de la tarea puede variar entre cero (baja prioridad) y 24 (alta prioridad), siendo 25 el máximo configurado por defecto.

Ejecución y gestión de tareas

• En Arduino con ESP32, las funciones setup y loop existen dentro de su propia tarea separada del punto principal del programa.

• Las funciones corren con una prioridad establecida (uno en este caso), lo que puede afectar otras tareas si tienen menor prioridad.

Desafío práctico