リアルタイムOS, スニペット, 数式, 文字列処理, Queue, メール送信, 作品
その他
OSは日常のあらゆる場所で目にします. パソコンには必ずと言っていいほどOSが走っており, 携帯, ゲーム機などにもOSが走っております. このような普段よく使うOSですが, そのOSの仕組みを分かっていても, 実際どのように作るのかはよく知られておらず気になります.
このページでは, 実際にArduinoで動くOSを作成することで, OSの理解を深めます. 使用するプログラミング言語はC言語です. (作成といいましても, すでに在りますFreeRTOSから必要な機能を抜き出し, Arduinoで動くようにしました.) なお, 今回扱うOSは汎用OSではなくリアルタイムOS(RTOS)と呼ばれるものです. 汎用OSとは, すべてのタスクに等しく優先度が与えられますが, RTOSではタスクごとに優先度を設定できます.
話の進め方ですが, 今回のOS製作では実装に重きを置くため, コードを中心に話を進めていきます. 各コードごとに簡単な説明を行い, その中で特に重要な部分―OSの仕組みに深くかかわる部分―もしくはさらに詳しい説明については別ページで行います. これら別ページ―詳細ページ―は子コンテンツである"仕組み"にまとめられています.
話の流れは次のとおりです.
- RTOSとは
- 目標と使い方
- 準備
- ファイル構成
- スクリプト
- ボードの設定
- 仕組み
対応状況
- Arduino UNO
- Arduino Mega
動作確認済み環境
- Arduino IDE 1.8.10
- Arduino AVR Boards 1.8.1
ここには, Arduinoを用いた作品を紹介します.
OSは日常のあらゆる場所で目にします. パソコンには必ずと言っていいほどOSが走っており, 携帯, ゲーム機などにもOSが走っております. このような普段よく使うOSですが, そのOSの仕組みを分かっていても, 実際どのように作るのかはよく知られておらず気になります.
このページでは, 実際にArduinoで動くOSを作成することで, OSの理解を深めます. 使用するプログラミング言語はC言語です. (作成といいましても, すでに在りますFreeRTOSから必要な機能を抜き出し, Arduinoで動くようにしました.) なお, 今回扱うOSは汎用OSではなくリアルタイムOS(RTOS)と呼ばれるものです. 汎用OSとは, すべてのタスクに等しく優先度が与えられますが, RTOSではタスクごとに優先度を設定できます.
話の進め方ですが, 今回のOS製作では実装に重きを置くため, コードを中心に話を進めていきます. 各コードごとに簡単な説明を行い, その中で特に重要な部分―OSの仕組みに深くかかわる部分―もしくはさらに詳しい説明については別ページで行います. これら別ページ―詳細ページ―は子コンテンツである"仕組み"にまとめられています.
話の流れは次のとおりです.
- RTOSとは
- 目標と使い方
- 準備
- ファイル構成
- スクリプト
- ボードの設定
- 仕組み
対応状況
- Arduino UNO
- Arduino Mega
動作確認済み環境
- Arduino IDE 1.8.10
- Arduino AVR Boards 1.8.1
ここでは, sendmail
コマンドを利用した, メール送信の方法について説明する. 通常, 25番ポートに対するメール送信には制限があるため, gmailを利用して, サブミッションポートでのメール送信を行った.
OPアンプ(オペアンプ)を使ったCR型矩形波(方形波)発振回路です. 抵抗の値で発振周波数が変化します. グランドと電源電圧間で発振し, マイコンなどのデジタルICに最適です.
C#からC++に入った人もいるでしょう. その時C#で大変よく使っていたStringが恋しい場合があります. C++を書きつつC#を感じたい時があります.
上の問題を解決する方法でここで紹介するStringがあります. このStringで用意されている関数名はほぼC#と一致します.
C#で非常に便利だったSplit関数も用意されています.
また, 文字列探索において一番高速とされるBM法を用いています.
Stringを強化, 改良何でもしてください. ( `ー´)ノ
C#のStringを使ったことがない方は, これをお勧めすることはできません. これと同様かそれ以上の機能を持つC++のstringをお使いください. C++ですでに用意されています.
サイズ固定の待ち行列ライブラリを紹介します.
このQueueは, 以下の特徴を持ちます.
- std::queue が使用できない状況下での待ち行列の使用
- メモリを贅沢に使用しないサイズ固定待ち行列
- 例外処理に対応していない環境下での使用
C#からC++に入った人もいるでしょう. その時C#で大変よく使っていたStringが恋しい場合があります. C++を書きつつC#を感じたい時があります.
上の問題を解決する方法でここで紹介するStringがあります. このStringで用意されている関数名はほぼC#と一致します.
C#で非常に便利だったSplit関数も用意されています.
また, 文字列探索において一番高速とされるBM法を用いています.
Stringを強化, 改良何でもしてください. ( `ー´)ノ
C#のStringを使ったことがない方は, これをお勧めすることはできません. これと同様かそれ以上の機能を持つC++のstringをお使いください. C++ですでに用意されています.
サイズ固定の待ち行列ライブラリを紹介します.
このQueueは, 以下の特徴を持ちます.
- std::queue が使用できない状況下での待ち行列の使用
- メモリを贅沢に使用しないサイズ固定待ち行列
- 例外処理に対応していない環境下での使用
TerminalPro4とはSDカードに保存されている任意のプログラムを選択, 実行することができるものです. また外部のマイコン(optibootのみ対応)に対してプログラムを書き込むことも可能です. プログラマはTerminalPro4が備えている液晶, 音楽再生機, ボタンを自由に使用することができます. TerminalPro4が音楽プレイヤーからゲーム機まで様々なものになるのは, プログラマ次第です.
このページでは, TerminalPro4のハードウェア製作方法, TerminalPro4用のソフトウェア(アプリケーション)作製方法を説明していきます.
大まかな仕様は次のようになっています.
- マイコン数: 3(ArduinoUno)
- 入出力デバイス: 白黒ディスプレイ, スイッチ, 音声, SD
- 音声出力法: PWM方式
TerminalPro4は次のライブラリを使用します.