KMU Arduino RTOS는 아두이노 환경에서 쉽게 멀티태스킹 프로그래밍을 할 수 있도록 도와주는 미들웨어 프레임워크입니다. FreeRTOS는 이미 멀티태스킹을 위한 API를 지원하고 있지만, KMU Arduino RTOS는 FreeRTOS를 사용하기 어려운, 또는 이를 사용하기에는 너무 과한 초보 사용자들도 쉽게 아두이노 멀티태스킹 프로그래밍을 할 수 있도록 간편화하였습니다. KMU Arduino RTOS의 최신 버전은 항상 이 곳에 공개되어 있습니다.
KMU Arduion RTOS를 이용한 프로그래밍은 다음과 같은 순서로 진행됩니다:
- 함수 정의
- 태스크 정의
- 스케줄러 실행
"함수 정의"는 사용자가 직접 아두이노 프로그램 코드를 작성하는 부분입니다. 기존의 FreeRTOS와는 다르게 KMU Arduion RTOS에서는 초보자에게 불필요한 부분을 없애 다음과 같이 간단하게 함수를 정의할 수 있습니다.
void Thread1(){
...
}
"태스크 정의"는 위에서 사용자가 정의한 함수를 태스크로 만듭니다. 이 과정에서 사용자가 정의한 함수는 FreeRTOS계층에서 사용하는 "태스크"로 변환되어 스케줄의 대상이 됩니다. 또한 하나의 함수는 여러개의 태스크가 될 수 있습니다.
fTaskDef(Thread1, 1000);
첫번째 파라미터는 위에서 정의한 사용자 함수의 이름입니다. 태스크가 될 대상이 되는 함수를 지정합니다. 두번째 파라미터는 태스크의 주기입니다. FreeRTOS의 태스크의 주기는 사용자가 정의한 함수의 총 실행시간이었지만, KMU Arduino RTOS에서는 태스크의 주기를 직접 명시해야합니다. 이 때 주기는 함수의 총 실행시간보다 커야합니다.
"스케줄러 실행"은 위에서 정의한 태스크들을 실행하는 함수입니다. FreeRTOS에서는 각 태스크들의 우선순위를 지정할 수 있으며, 우선순위가 높은 태스크가 우선적으로 실행됩니다. 반면, KMU Arduion RTOS는 각 태스크들의 우선순위가 "태스크 정의"에서 명시한 주기를 기준으로 자동적으로 부여됩니다. FreeRTOS에서는 짧은 주기를 가진 태스크는 상대적으로 높은 우선순위를 갖게 됩니다. 다시말해, 가장 짧은 주기의 태스크는 다른 태스크들보다 가장 먼저 실행됩니다.
fInitTasks();
아래는 위에서 소개한 프로그래밍 과정 세 단계의 이해를 돕기 위한 프로그래밍 예시입니다. 아래에서 설명하는 예제 프로그램은 Arduino1.7.11을 기준으로 작성되었으며 이곳에 공개되어 있습니다.
두 개의 문자 A,B를 각각의 주기마다 시리얼모니터를 통해 출력하는 프로그램입니다.
A와 B를 각각 출력하는 함수 두 개를 정의합니다.
void print_A() {
Serial.print("A");
}
void print_B() {
Serial.print("B");
}
위에서 정의한 print_A()와 print_B()를 태스크로 정의합니다. A는 1초마다, B는 3초마다 출력하도록 합니다.
fTaskDef(print_A, 1000);
fTaskDef(print_B, 3000);
스케줄러를 실행합니다.
fInitTasks();
ABAAABAAABAAAB...
스케줄러를 실행함과 동시에, A와 B가 출력되게 됩니다. 그런데, A의 주기는 1초이고 B의 주기는 3초이기 때문에, print_A의 태스크는 print_B보다 상대적으로 높은 우선순위를 갖게 됩니다. 그렇기 때문에, A가 B보다 먼저 실행되게 됩니다.
RGB LED와 7Segment display를 동시에 실행하는 프로그램입니다.
RGB LED를 점멸하는 함수와 7Segment를 표시하는 함수를 정의합니다. RGB()는 1초마다 빨강, 초록, 파랑 순서대로 점멸하는 함수이며, 7segment()는 1초마다 1부터 10까지 차례대로 표시하는 함수입니다.
void RGB() {
analogWrite(R,255); analogWrite(G,0); analogWrite(B,0);
fDelay(1000);
analogWrite(R,0); analogWrite(G,255); analogWrite(B,0);
fDelay(1000);
analogWrite(R,0); analogWrite(G,0); analogWrite(B,255);
}
void 7segment() {
int i = 0;
while (1) {
for(i=1; i<10; i++){
show(4,i);
fDelay(1000);
}
}
}
두 함수의 서브 함수는 예제에서 확인하실 수 있습니다.
위에서 정의한 RGB()와 7segment()를 태스크로 정의합니다. RGB()는 3초마다, 7segment()는 10초마다 실행되도록 합니다.
fTaskDef(RGB, 3000);
fTaskDef(7segment, 10000);
스케줄러를 실행합니다.
fInitTasks();
...?
...
...
void RGB() {
...
}
void 7segment() {
...
}
...
fTaskDef(RGB, 3000);
fTaskDef(7segment, 10000);
스케줄러를 실행합니다.
fInitTasks();
...?