Formation Programmation temps réel avec FreeRTOS: Formation FreeRTOS

RT3Programmation temps réel avec FreeRTOS
Formation FreeRTOS
Objectifs
  • Obtenir une vue d'ensemble de l'architecture Cortex-M4
  • Découvrir les concepts du multitâche temps réel
  • Comprendre les contraintes temps réel
    • Déterminisme
    • Préemption
    • Interruptions
  • Comprendre l'architecture de FreeRTOS
  • Découvrir les différents services et APIs de FreeRTOS
  • Apprendre à développer des applications FreeRTOS
  • Apprendre à déboguer les applications FreeRTOS
  • Cours théorique
    • Support de cours imprimé et au format PDF (en anglais).
    • Le formateur répond aux questions des stagiaires en direct pendant la formation et fournit une assistance technique et pédagogique.
  • Activités pratiques
    • Les activités pratiques représentent de 40% à 50% de la durée du cours.
    • Elles permettent de valider ou compléter les connaissances acquises pendant le cours théorique.
    • Exemples de code, exercices et solutions
    • Un PC (Linux ou Windows) par binôme de stagiaires (si plus de 6 stagiaires) pour les activités pratiques avec, si approprié, une carte cible embarquée.
    • Le formateur accède aux PC des stagiaires pour l'assistance technique et pédagogique.
  • Une machine virtuelle préconfigurée téléchargeable pour refaire les activités pratiques après le cours
  • Au début de chaque demi-journée une période est réservée à une interaction avec les stagiaires pour s'assurer que le cours répond à leurs attentes et l'adapter si nécessaire
  • Familiarité avec les concepts et la programmation du C embarqué
  • Connaissance de base des processeurs embarqués
  • Tout ingénieur ou technicien en systèmes embarqués possédant les prérequis ci-dessus.
  • Les prérequis indiqués ci-dessus sont évalués avant la formation par l'encadrement technique du stagiaire dans son entreprise, ou par le stagiaire lui-même dans le cas exceptionnel d'un stagiaire individuel.
  • Les progrès des stagiaires sont évalués de deux façons différentes, suivant le cours:
    • Pour les cours se prêtant à des exercices pratiques, les résultats des exercices sont vérifiés par le formateur, qui aide si nécessaire les stagiaires à les réaliser en apportant des précisions supplémentaires.
    • Des quizz sont proposés en fin des sections ne comportant pas d'exercices pratiques pour vérifier que les stagiaires ont assimilé les points présentés
  • En fin de formation, chaque stagiaire reçoit une attestation et un certificat attestant qu'il a suivi le cours avec succès.
    • En cas de problème dû à un manque de prérequis de la part du stagiaire, constaté lors de la formation, une formation différente ou complémentaire lui est proposée, en général pour conforter ses prérequis, en accord avec son responsable en entreprise le cas échéant.

Plan du cours

  • Cortex-M Architecture Overview
    • Two stacks pointers
    • Different Running-modes and Privileged Levels
    • MPU Overview
    • Systick Timer Description
  • Exception / Interrupt Mechanism Overview
    • Interrut entry and return Overview
    • SVC / PendSV / Systick Interrupt Presentation
  • Developing with the IDE
Exercise :  Interrupt Management on Cortex-M4
  • Base real time concepts
  • The Real Time constraints
  • Multi-task and real time
  • Tasks and Task Descriptors
    • Content of the task descriptor
    • List of task descriptors
  • Context Switch
  • Task Scheduling and Preemption
    • Tick based or tickless scheduling
  • Scheduling systems and schedulability proof
    • Fixed priorities scheduling
    • RMA and EDF scheduling
  • Scheduling through FReeRTOS
    • Deterministic preemptive scheduling
    • Scheduling strategies
    • Cooperative scheduling
    • Hybrid scheduling
Exercise :  Analyse a Context Switch
  • Creating Tasks
  • Task Priorities
  • Task States
  • The idle task
  • Delays
  • Changing Task Priority
  • Deleting Tasks
  • Suspending Tasks
  • Kernel Structures
  • Thread Local Storage
  • Kernel Interrupts on Cortex-M4
  • Scheduling Traces
  • Visual trace diagnostics using Tracealyzer
Exercise :  Task Management
Exercise :  Periodic Tasks
Exercise :  Task Statistics
  • FreeRTOS Memory Managers
  • Out of Memory management
  • Stack Overflow Management
Exercise :  Check stack usage in existing programs
  • Mutual exclusion through FreeRTOS
    • Critical sections (interrupt masking)
    • Suspending (locking) the scheduler
    • Mutexes
  • Mutexes concepts
    • Mutex or Semaphore
    • Recursive or not recursive mutexes
    • Priority inversion problem
    • Priority inheritance (the automatic answer)
    • Priority ceiling (the design centric answer)
  • Gatekeeper tasks
Exercise :  Implement mutual exclusion between tasks
  • Introduction
    • Waiting and waking up tasks
    • Semaphores
    • Events
    • Mailboxes
  • Binary Semaphores through FreeRTOS
    • Give a Binary Semaphore
    • Take a binary Semaphore
  • Queue Management through FreeRTOS
    • Creation
    • Sending on a queue
    • Receiving from a queue
    • Data management
    • Sending compound types
    • Transfering large data
  • Event groups
  • Task Notifications
  • Stream Buffers and Message Buffers
Exercise :  Synchronizing a task with another one through binary semaphores
Exercise :  Synchronizing a task with another one through queues
Exercise :  Task Notifications
Exercise :  Properly use stream Buffers
Exercise :  Message Buffers
  • Parallel programming problems
    • Uncontrolled parallel access
    • Deadlocks
    • Livelocks
    • Starvation
Exercise :  The producer-consumer problem, illustrating (and avoiding) concurrent access problems
Exercise :  The philosophers dinner problem, illustrating (and avoiding) deadlock, livelock and starvation
  • Need for interrupts in a real time system
    • Software Interrupt
    • Time Interrupts
    • Device Interrupts
  • Level or Edge interrupts
  • Hardware and Software acknowledge
  • Interrupt vectoring
  • Interrupts and scheduling
  • Deferred interrupt processing through FreeRTOS
    • Tasks with interrupt synchronization
    • Using semaphores within an ISR
    • Counting semaphores
    • Using queues within an ISR
  • FreeRTOS interrupt processing
    • Writing ISRs in C
    • Interrupt safe functions
    • Interrupt nesting
Exercise :  Synchronize Interrupts with tasks
  • The Timer Daemon Task
  • Timer Configuration
  • One-shot / Auto-reload Timer
  • Software Timer API
  • Deferred interrupt handling
Exercise :  Implement Soft Timers
  • The Cortex/M MPU
    • User and privileged modes
    • Access permissions
  • Defining MPU regions
    • Overlapping regions
    • Predefined regions
    • Programmer-defined regions
  • Needed linker configuration
  • Practical usage tips
Exercise :  Implement protected memory regions
  • Need for specific data structures
  • Data structures
    • Linked lists
    • Circular lists
    • FIFOs
    • Stacks
  • Data structures integrity proofs
    • Assertions
    • Pre and post-conditions
  • Thread safety
Exercise :  Build a general purpose linked list
  • Memory management algorithms
    • Buddy System
    • Best fit / First Fit
    • Pools Management
  • FreeRTOS-provided memory allocation schemes
    • Allocate-only scheme
    • Best-fit without coalescing
    • Thread-safe default malloc
  • Checking remaining free memory
  • Adding an application-specific memory allocator
  • Memory management errors
  • Stack monitoring
Exercise :  Write a simple, thread safe, buddy system memory manager
Exercise :  Write a generic, multi-level, memory manager
Exercise :  Enhance the memory manager for memory error detection
Durée
3 jours
Renseignements

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Plus d'information

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Les inscriptions aux sessions de formation sont acceptées jusqu'à une semaine avant le début de la formation. Pour une inscription plus tardive nous consulter

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Ce cours peut être dispensé dans notre centre de formation près de Paris ou dans vos locaux, en France ou dans le monde entier.

Les sessions inter-entreprises programmées sont ouvertes dès deux inscrits. Sous condition d'un dossier complet, les inscriptions sont acceptées jusqu'à une semaine avant le début de la formation.

Dernière mise à jour du plan de cours : 17 mars 2025

L'inscription à nos formations est soumise à nos Conditions Générales de Vente