FreeRTOS on MSP430 (MSP-EXP430FG4618(9))

初めに
FreeRTOS V7.0.0 ／必要ファイルの選択
サンプルプログラム
サンプルプログラム／ダウンロード


変更履歴
2011年5月2日　新規作成開始

MSP430に関しては、こちらにも情報があります

	この評価ボードMSP-EXP430FG4618(搭載CPU:MSP430FG4619）にFreeRTOS　V7.0.0を移植しました。 簡単なプログラムが動き出しています。 開発環境は、同じソースファイルで ①CCS V4、②mspgccのどちらでもコンパイルすることが出来ます。 但し、CCS V4では16KBのコンパイル制限に近づいており、大規模なアプリケーションは動かすのが難しいかもしれません。 GCCではFLASHサイズよりRAMサイズを気にしながらの開発となります。
上記PC画面は、TASKの一つとしてPCとシリアル経由で動作させたモニタープログラムの一例です。 モニタープログラムは、NXP LPC1768用に作成した内容を流用して利用しています。

初めに




＜MSP430のメモリサイズでは?＞

私の手元にある評価用ボードの中でRAMサイズが一番大きなものはMSP430FG4619の４KBです。
MSP-EXP430FG4618は本来はRAM８KBのMSP430FG4618を搭載していますが、私がTIのセミナーでいただいたボードにはFG4619が載っていました。

４KBRAMでFreeRTOSが動作するでしょうか?
FreeRTOSの最新バージョンは、2011年5月1日時点でV7.0.0となっています。
このファイル群の中にMSP430F449用としてデモプログラムが入っています（GCC対応）。
Heap領域は、1.8KB設定となっており、MSP430F449のRAMサイズが２KBですから、かなり厳しいながらも動いているようです。

• .\FreeRTOSV7.0.0\Demo\msp430_GCC\FreeRTOSConfig.h
  • #define configTOTAL_HEAP_SIZE ( ( size_t ) ( 1800 ) )

F449で動作するのであればと、４KBRAMを持つMSP430FG4619でトライアルを実施してみました。
本日（5月2日）までに何とか動き始めたので、まだ充分にDebugしていませんが公開します。




＜開発環境＞

開発は、CCSとGCCの両方に対応するようにソースファイルを修正しました。

開発環境名	提供者	入手先	コメント
CCS	Texas Instruments	TI Code Composer Studio IDE	Eclipseをベースにした開発環境 16KBのコード制限あり
MSP GCC	GCC	SourceForge	制限なし

コンパイル環境(どちらのコンパイラを使用しているか）は、ここで紹介しているように、下記の様なIF文でそれぞれのコンパイラ特有な部分を分離してソースファイルを一切変更しないで動作するようにしました。

	#ifdef __TI_COMPILER_VERSION__ 
        	// ここにCCS用コード
	#else
       		// ここにGCC用コード 
	#endif

今回のサンプルプログラムはCCS V4のIDE上でDebugモードを用いて動作チェックして、動作確認後にGCC側でコンパイルする方法とした。
CCS V4では、OPTIMIZATIONを指定しないで開発をして来た為に、サンプルプログラムが１６KBのコード制限ぎりぎりとなっている。
もしも動作確認が出来たなら、OPTIMIZATIONレベルを２とするとコードはかなり減少する。
レベル4とするとCCS V4ではリンクエラーが発生し、現在のソースファイルのままでは動作しないことを確認しました。
もう一つ重要な点は、[msp]でのみ動作を確認している点です。
FG4619(4618)は、64KB以上のFLASH領域を持っていますので、[mspx]のモードでも動作可能ですが、今回は下記の様に[msp]で動作させています。

	mspxでなく、mspでのコンパイルが今回の必須条件です。 Optimizationのレベルは、ダウンロード出来るサンプルZIPファイルでは空白(設定無し）で１６KB近くとなります。 Level3では、動作を充分に確認していません。

ここからFreeRTOSのV7.0.0をMSP-EXP430FG4618評価ボード用に修正したサンプルプログラムをダウンロードすることが出来ます。
プログラムは、①CCS V4 と、②mspgccの二つの環境でそれぞれコンパイルすることが出来ます。
ソースコードは、同じ名前で同じタイムスタンプとなっており、両方の環境どちらでも動作させることが出来ますが、makeファイルやコンパイル条件など周辺環境が違いますので注意願います。
特にGCCは、makeファイルの修正が必須です。ファイルの保存場所、mspgccのPATHなどを修正してから使用してください。

＜コンパイル＞

No	開発環境	ファイル構成	コメント
１	TI CCS V4	このPDFファイル参照のこと （CCSの赤字確認）	makeファイルはIDEが自動作成したもの １６KB制限で、これ以上に拡張はかなりの制限下で行う必要あり
２	mspgcc	このPDFファイル参照のこと （CCSの赤字確認）	makeファイルは、構成ファイルを含め手動で作成したもの アッセンブラの必要な部分は、inline assemblerとしてCソース内に記述している 従って、アッセンブラソースファイル(*.asm)は。makeファイルではコンパイル対象にはなっていない MSP-FET430UIF(USBタイプ）でのFlash書込みは、*.a43ファイルを使用する
共通		ソースファイル（*.c,*.asm,*.h）は両環境共同じファイルを使用している 上記PDFファイルを開くとタイムスタンプの部分が色分けしてあります。修正無し、修正済、及び他から持ち込んだファイルの3つで構成されています	FreeRTOSの標準ファイル構成(ディレクトリ展開方法）と違うので注意が必要です 最初にエラーが発生する場合には、環境設定、特に下記の様にPATH設定に大きく依存するので、エラー発生時にはファイル修正前にPATH確認を実施してみてください
CCS V4でのPath設定
ｍｓｐｇｃｃでのPATH設定(上記はAssemblyだがGNU Cも同じに設定のこと）

＜別の方法＞

FreeRTOSのオリジナルをなるべく修正無しで使用したい場合には、このファイルでMSP430用ファイルが何処にあるのか確認してください。
関係していないファイルも多くあり、関係するファイルを選び出すだけでも大変ですが、上記PDFファイルにCCSとGCCで関係するファイルをリストアップしてみました。







サンプルプログラム

＜デモタスク＞

タスク	処理内容	関係するタスク及び処理	コメント
prvLCDTask	LCD表示 制御タスク	main.cの中にタスク記述あり hal_lcd.cが主な処理プログラム	LCDへ表示する内容を下記の起動要求に基づき処理 ①1秒毎のRTC制御(prvLED4Task）からの起動 ②F2013からのI2Cデータ（prvI2CTask）からの起動 ③モニタープログラム（prvMONTask）内で”ｄ”コマンド（LCD表示チェックコマンド）実行時に起動
prvLED1Task	ボード上のLED1 点滅制御タスク	main.cの中にタスク記述あり 50mS毎のLED点滅のみ制御	一番単純なタスク記述
prvLED2Task	ボード上のLED2 点滅制御タスク	main.cの中にタスク記述あり 100mS毎のLED点滅のみの制御	一番単純なタスク記述
prvLED4Task	ボード上のLED4 点滅制御タスク	main.cの中にタスク記述あり 1秒毎にRTC処理を起動	RTC制御は、WDTを利用した1秒毎制御の方が精度向上の可能性あり 現在はRTCの制度は悪い様子(計測、未実施）
prvI2CTask	サブCPU、F2013との I2C通信(受信）タスク	main.cの中にタスク記述あり serial_uscia0_b0.c内でI2C制御	評価ボードにはF2013がサブCPUとして搭載されており、I2C経由で「４」のタッチパッドの情報を転送している この情報を受信するタスク
prvMONTask	モニタープログラム	main.cの中にタスク記述あり monitor.cとserial_uscia0_b0.cとが関係	モニター制御画面はここを参照ください uscia0=UART、uscib0=I2Cとして制御しているが同じ割込み処理ルーチンに飛ぶので起動要因を分析して処理する必要あり