Formation STM32 + FreeRTOS + LwIP: Ce cours couvre la famille de MCU STM32 ARM, le système d'exploitation temps réel FreeRTOS et la pile TCP/IP lwIP

STGSTM32 + FreeRTOS + LwIP
Ce cours couvre la famille de MCU STM32 ARM, le système d'exploitation temps réel FreeRTOS et la pile TCP/IP lwIP
Objectifs
  • Obtenir un aperçu de l'architecture Cortex-M
  • Comprendre l’implémentation et le débogage de logiciels sous l’architecture Cortex-M
  • Apprendre à gérer les interruptions
  • Obtenir une vue d'ensemble de l'architecture STM32F4
  • Décrire les unités qui sont interconnectées à d'autres modules, comme l'horloge, le contrôleur d'interruption et le contrôleur DMA.
  • Décrire certains modules d'E/S indépendants comme l'ADC et les GPIOs
  • Démarrer avec les pilotes ST pour programmer les périphériques STM32 (la bibliothèque STM32Cube ou la bibliothèque standard de périphériques ST).
  • Comprendre l'architecture FreeRTOS
  • Découvrir les différents services et APIs de FreeRTOS
  • Apprendre à développer et déboguer des applications FreeRTOS
  • Démarrer avec la pile LwIP TCP/IP (Décrire le contrôleur Ethernet STM32, jeter un coup d'oeil sur le portage, décrire le paramétrage et développer des applications basées sur les protocoles UDP et TCP) (non disponible pour la famille STM32F0)
  • L'aperçu des périphériques présenté dans ce cours peut être détaillé sur demande (cours STR9 - STM32 Peripherals)
Ce cours peut être basé sur les familles STM32F4xx, STM32F2xx, STM32F1xx ou STM32F0xx.
Sur demande, TouchGFX et EmWin peuvent être ajoutés dans une formation spécifique
  • 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
  • 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

  • V7-M Architecture Overview
  • Core Architecture
    • Harvard Architecture, I-Code, D-Code and System Bus
    • Write Buffer
    • Bit-Banding
    • Registers (Two stacks pointers)
    • States
    • Different Running-modes and Privileged Levels
    • System Control Block
    • Systick Timer
    • MPU Overview
  • Programming
    • Alignment and Endianness
    • CMSIS Library
  • Exception / Interrupt Mechanism Overview
    • Vector Table
    • Interrut entry and return Overview
    • Tail-Chaining
    • Pre-emption (Nesting)
    • NVIC Integrated Interrupt Controller
    • Exception Priority Management
    • Fault escalation
  • Debug Interface
Exercise :  Becoming familiar with the IDE and clarifying the boot sequence
Exercise :  Cortex-M4 Mode Privilege (with CMSIS library)
Exercise :  Cortex-M4 Exception Management (put in evidence tail-chaining/nesting)
Exercise :  Cortex-M4 MPU
  • ARM core based architecture
  • Description of STM32Fx SoC architecture
  • Clarifying the internal data and instruction paths: Bus Matrix, AHB-lite interconnect, peripheral buses, AHB-to-APB bridges, DMAs
  • Memory Organization
    • Flash memory read interface
    • Adaptive Real-Time memory accelerator, instruction prefetch queue and branch cache
    • Sector and mass erase
    • Concurrent access to RAM blocks
  • SoC mapping
  • Flash Programming methods
  • Boot Configuration
  • Reset
    • Reset sources
    • Boot configuration, physical remap
    • Embedded boot loader
  • Clocking
    • Clock sources, HSI, HSE, LSI, LSE
    • Integrated PLLs
    • Clock outputs
    • Clock security system
  • Power control
    • Power supplies, integrated regulator
    • Battery backup domain, backup SRAM
    • Independent A/D converter supply and reference voltage
    • Power supply supervisor
    • Brownout reset
    • Programmable voltage detector
  • Low power modes
    • Entering a low power mode, WFI vs WFE
    • Sleep mode
    • Stop mode
    • Standby mode
Exercise :  Configure the system to measure the current consumption in different low-power modes
Exercise :  How to configure the programmable BOR thresholds using the FLASH option bytes
Exercise :  How to enter the Standby mode and wake up from this mode by using an external reset/WKUP pin
Exercise :  How to enter the Stop mode and wake up from this mode by using the RTC wakeup timer event or an interrupt
  • Dual AHB master bus architecture, one dedicated to memory accesses and one dedicated to peripheral accesses
  • 8 streams for each DMA controller, up to 8 channels (requests) per stream
  • Priorities between DMA stream requests
  • FIFO structure
  • Independent source and destination transfer width
  • Circular buffer management
  • Double buffer mode
  • DMA1 and DMA2 request mapping
Exercise :  DMA FIFO mode
Exercise :  Flash To RAM using DMA
  • Power pins
  • Pinout
    • Pin Muxing, alternate functions
  • GPIO module
    • Configuring a GPIO
    • Speed selection
    • Locking mechanism
    • Analog function
    • Integrated pull-up / pull-down
    • I/O pin multiplexer and mapping
  • System configuration controller
    • I/O compensation cell
    • External Interrupts / Wakeup lines selection
    • Ethernet PHY interface selection
  • External Interrupts
Exercise :  Configure an external Interrupt
  • 12-bit, 10-bit, 8-bit or 6-bit configurable resolution
  • Regular channel group vs Injected channel group
  • Single and continuous conversion modes
  • Scan mode
  • External trigger option with configurable polarity for both regular and injected conversions
  • Discontinuous mode
  • Analog watchdog
  • Dual/Triple mode (on devices with 2 ADCs or more)
  • Configurable delay between conversions in Dual/Triple interleaved mode
  • DMA request generation during regular channel conversion
Exercise :  Get voltage from the potentiometer using, DMA transfer generation, display the result on LCD screen
  • Advanced-control timers TIM1 and TIM8
    • 16-bit up, down, up/down auto-reload counter; 16-bit programmable prescaler
    • Input Capture, Output Compare, PWM generation, One-pulse mode
    • Synchronization circuit/ Controlling Timers external signals / Interconnecting several timers
    • Interrupt/DMA generation
  • Real Time Clock
    • Independent BCD timer/counter; 16-bit programmable prescaler
    • Daylight saving compensation programmable by software
    • Two programmable alarms with interrupt function
    • Automatic wakeup unit
    • Reference clock detection / Digital calibration circuit
    • Tamper detection
Exercise :  How to use DMA with TIM1 Update request to transfer Data from memory to TIM1
Exercise :  Configuring the RTC
  • Introduction to FreeRTOS
    • The FreeRTOS architecture and features
  • Getting FreeRTOS source code
    • Files and directories structure
  • Data types and coding style
    • Naming conventions
  • FreeRTOS on the Cortex/M processors
  • Prioritized Pre-emptive Scheduling / Co-operative scheduling
  • The Task life-cycle
    • Task Functions
    • Creating tasks
    • Using the task parameter
    • The Task State Machine
    • Deleting tasks
  • Task Priorities
    • Assigning task priorities
    • Changing task priorities
  • The idle task
    • Idle task hook
  • Blocking a task for a specific delay
  • Editing the FreeRTOSConfig.h header file
  • Suspending a task
  • The Kernel Structures Overview
  • FreeRTOS Debug Capabilities (Hook, Trace)
  • Visual trace diagnostics using Tracealyzer
Exercise :  Understand the notion of task context and the context switch mechanism
Exercise :  Create a debug configuration to debug your program using a FreeRTOS-aware debugging mode
Exercise :  Periodic Tasks
Exercise :  Task Statistics
  • FreeRTOS-provided memory allocation schemes
    • Choosing the heap_x.c file depending on the application
  • Adding an application-specific memory allocator
  • Checking remaining free memory
  • Stack monitoring
  • Dimensioning Stack and Heap
Exercise :  Direct Context Switch measurement and Stack Overflow Detection
Exercise :  Debugging memory
  • Blocking on queue Reads
  • Blocking on queue Writes
  • Queue Creation
  • Sending on a queue
  • Receiving from a queue
  • Sending compound types
  • Transfering large data
  • Queue Set Overview/ Blocking on multiple objects
  • Semaphores and Events Introduction
Exercise :  Synchronizing and communicating between tasks through queues to send datas to a bus communication
  • Conflict examples
  • Mutual exclusion
  • Critical sections
    • Disabling the interrupts
    • Suspending (locking) the scheduler
  • Mutexes
    • Mutual exclusion scenario
    • API functions for Mutexes
    • Recursive Mutexes
    • Priority inversion
    • Priority inheritance
    • Deadlock
  • Gatekeeper tasks
Exercise :  Readers / Writers Problem
Exercise :  Producer / Consumer Problem
Exercise :  Understand deadlock and starvation
  • Binary semaphore used for interrupt synchronization
    • API function for binary semaphore
  • Counting semaphores
  • Using queues within an ISR
  • Interrupt Nesting
    • Interrupts on Cortex-M
  • Low Power Support
Exercise :  Synchronize Interrupts with tasks
Exercise :  Low-Power FreeRTOS Support (Tickless Mode)
  • The Timer Daemon Task
  • Timer Configuration
  • One-shot / Auto-reload Timer
  • Software Timer API
Exercise :  Understand the use of software timers
  • User Mode and Privilege Mode
    • Access Permission Attributes
  • Defining an MPU region
  • Creating a non-privileged task
  • Linker configuration
  • Practical Usage Tips
  • Architecture of the MAC
  • Connection to PHY, RMII / MII
  • Transmit and receive FIFO threshold setting
  • Multicast and unicast address filtering
  • Management interface
  • Buffer and Buffer Descriptor organization
  • Low level Drivers for STM32
  • Overview
  • Buffer and memory management
  • LwIP configuration options
  • Network interfaces
  • MAC and IP address settings
  • IP processing
  • UDP processing
  • TCP processing
  • Interfacing the stack
  • Application Program Interface (API)
    • Standalone
    • Netconn and BSD socket library
  • STM32/FreeRTOS Port Overview
Exercise :  Run an http server application based on Netconn API of LwIP TCP/IP stack
Exercise :  http server application based on Socket API of LwIP TCP/IP stack
Exercise :  TCP Echo Client/Server
Exercise :  In-Application Programming (IAP) over Ethernet using TFTP or HTTP
  • Library and package description
  • How to use the library
    • Configuration
    • Initialization
    • Core functions
    • Developing a multi-task application with EmWin
    • Working with some widgets (as the Windows, Buttons, Multipage, Image, ListBox, CheckBox)
    • Using the EmWinGuiBuilder software
Exercise :  Getting started with the emWin stack, create a GUI to control input/output from the touch screen
  • Basic Application Development
  • Advanced Application Development
  • Application Configuration
  • Widgets
  • Integration
  • Getting Started with CubeMX and TouchGFX
  • Deploying your application using ST-Link
Exercise :  How to configure and use TouchGFX under FreeRTOS (Demo)
Durée
5 jours
Renseignements
Prochaines sessions
du 30 juin  au 4 juillet 2025
 - 
Ac6 - Courbevoie / Paris (France)
Renseignements
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 : 21 août 2024

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