Exemplo Zephyr RTOS

Este é um trecho de código de exemplo usando o Zephyr RTOS. Ele demonstra o uso de threads e controle de GPIO. Este codigo é projetado para funcinar em uma placa de desenvolvimento ESP32 DOIT DevKit V1.

Instruções de como configurar o ambiente para executar o código estão disponíveis no Embarcados e no Zephyr Project.

Constantes Globais e Definições

ON e OFF são constantes para representar estados do LED.
O uso das diretivas de compilação condicional ENABLE_SEM e EQUAL_PRIORITY permite uma configuração flexível.
As prioridades (A_PRIORITY e B_PRIORITY) são definidas de forma diferente com base na presença da diretiva EQUAL_PRIORITY.
DT_DRV_COMPAT especifica a compatibilidade do driver GPIO.
SLEEP_TIME define o tempo de espera das threads.
LED_PIN especifica o pino GPIO para controlar o LED.
STACKSIZE define o tamanho da pilha da thread.
MATRIX_SIZE define o tamanho das matrizes usadas na simulação.

Variáveis Globais

led: Um ponteiro para o dispositivo LED.

Definições de Threads

Stacks e estruturas de dados são definidos para as threads threadA_data e threadB_data.

Definições de Semáforos (Opcional)

Semáforos on_sem e off_sem são definidos se ENABLE_SEM estiver definido. Eles são usados para sincronização.

Função: matrixMulSum()

Esta função simula processamento intensivo de CPU usando multiplicação de matrizes.
Duas matrizes são geradas aleatoriamente e multiplicadas para produzir uma matriz de resultado.
A função utiliza geração de números aleatórios usando sys_rand32_get().

Função: configLed()

Configura o pino GPIO do LED.
O driver GPIO é configurado com base em DT_NODELABEL(gpio0) na árvore de dispositivos.

Função: worker()

Esta é a função de trabalho para as threads A e B.
Ela controla o estado do LED com base na ação fornecida.
Simula processamento intensivo de CPU chamando a função matrixMulSum().
Imprime informações da thread, incluindo iteração e tempo de execução.
Usa as funções k_sem_take() e k_sem_give() para sincronização se ENABLE_SEM estiver definido.

Função: configThreads()

Configura e cria as threads A e B.
As threads são criadas usando k_thread_create() com atributos e prioridades específicas.
Nomes das threads são definidos usando k_thread_name_set().

Função: main()

A função principal configura o LED e as threads.
As threads são iniciadas usando k_thread_start().
Semáforos (opcional) são dados se ENABLE_SEM estiver definido.

prj.conf

O arquivo de configuração permite que você personalize as opções e recursos para atender às necessidades do seu projeto.

Opções de Configuração

CONFIG_GPIO=y: Habilita o suporte à GPIO, permitindo controlar dispositivos de Entrada/Saída Geral.
CONFIG_SCHED_DUMB=y: Habilita o escalonador "Dumb" (bobo), que é um escalonador simples e não-preemptivo. Ele atribui tempo de execução fixo para cada thread e não permite que threads de prioridades mais altas interrompam as de prioridades mais baixas.
CONFIG_SCHED_SCALABLE=y: Habilita o escalonador "Scalable" (escalável), que é um escalonador baseado em prioridades (Red/black tree ready queue) com preempção. Ele suporta uma ampla faixa de prioridades e permite escalonamento preemptivo.
CONFIG_SCHED_MULTIQ=y: Habilita o escalonador "MultiQ", que é um escalonador de múltiplas filas baseado em prioridades com preempção. Ele oferece uma abordagem de filas múltiplas para melhorar a justiça e evitar bloqueios de prioridades.
CONFIG_SCHED_DEADLINE=y: Habilita o escalonador "Deadline" (prazo final), que implementa o escalonamento EDF (Earliest Deadline First) ou "Primeiro Prazo Mais Próximo". Threads têm prazos associados e o escalonador tenta garantir que todas as threads cumpram seus prazos.
CONFIG_THREAD_NAME=y: Habilita o suporte a nomes de threads, permitindo que você nomeie suas threads para facilitar a depuração e identificação.
CONFIG_SCHED_CPU_MASK=y: Habilita a capacidade de definir máscaras de CPU para threads. Isso permite controlar em quais CPUs específicas as threads podem ser executadas, o que é útil para sistemas multi-core.

Para mais informações sobre os escalonadores, veja Zephyr RTOS Scheduling.

Brunoarico / Zephyr-example-for-ESP32