F r e e R T O S a n d T C P / I P c o mmu n i c - PowerPoint PPT Presentation

A d v a n c e d S c h o o l o n P r o g r a mma b l e S y s t e m- o n - C h i p f o r S c i e n t i f i c I n s t r u me n t a t i o n F r e e R T O S a n d T C P / I P c o mmu n i c a t i o n : t h e l w I P l i b r a r y F e r n a n d o R i n c ó n f e r n a n d o . r i n c o n @u c l m . e s S m r 3 1 6 0 – I C T P ( N o v . & D i c . 2 0 1 7 )

C o n t e n t s ● T h e l w I P T C P / I P s t a c k – T h e n e t w o r k s t a c k – T h e s o c k e t c o n c e p t ● A p p l i c a t i o n A r c h i t e c t u r e s ● l w I P a n d F r e e R T O S ● h t t p s : / / w w w . x i l i n x . c o m / v i d e o / s o c / n e t w o r k i n g - w i t h - l w i p - f o c u s e d - f r e e - r t o s . h t m l 2 F r e e R T O S + l w I P S m r 3 1 6 0 – I C T P ( N o v . & D i c . 2 0 1 7 )

l w I P T C P / I P s t a c k ● l w I P s t a n d s f o r L i g h t w e i g h t I P : – S m a l l f o o t p r i n t i m p l e m e n t a t i o n – S p e c i a l l y w e l l s u i t e d f o r e m b e d d e d s y s t e m s ● S u p p o r t s a l a r g e n u m b e r o f p r o t o c o l s – U D P , T C P , I C M P , A R P , . . . ● A P I s : – B e r k e l e y s o c k e t s : ● r e q u i r e s a n O . S . – R a w A P I ● Wi t h o r w i t h o u t O S ● M o r e c o n t r o l , b u t m o r e c o m p l e x t o u s e ● I n c l u d e d i n x i l i n x S D K – A l s o i n c l u d e s d r i v e r f o r X i l i n x E t h e r n e t d r i v e r – X A P P 1 0 2 6 i s t h e r e f e r e n c e a p p l i c a t i o n n o t e 3 F r e e R T O S + l w I P S m r 3 1 6 0 – I C T P ( N o v . & D i c . 2 0 1 7 )

T h e n e t w o r k s t a c k ● T h e n e t w o r k d e s i g n i s o r g a n i z e d a s a l a y e r s t a c k . ● E a c h l a y e r p r o v i d e s a s e t o f s e r v i c e s t o t h e u p p e r l a y e r a n d r e q u i r e s s e r v i c e s f r o m t h e l o w e r l a y e r . ● T h e l a y e r ' n ' o f a n o d e m a i n t a i n s a v i r t u a l c o n v e r s a t i o n w i t h t h e s a m e l a y e r t h e d e s t i n a t i o n n o d e . T h a t c o n v e r s a t i o n m u s t m e e t a s p e c i fi c p r o t o c o l . 4 F r e e R T O S + l w I P S m r 3 1 6 0 – I C T P ( N o v . & D i c . 2 0 1 7 )

N e t w o r k s o c k e t s ● S o c k e t : – B a s i c a b s t r a c t i o n f o r n e t w o r k p r o g r a m m i n g – C o m b i n a t i o n o f I P + p o r t – I n t e r - p r o c e s s c o m m u n i c a t i o n 5 F r e e R T O S + l w I P S m r 3 1 6 0 – I C T P ( N o v . & D i c . 2 0 1 7 )

N e t w o r k s o c k e t s ● F r o m t h e p r o g r a m m i n g p o i n t o f v i e w – C h a n n e l a b s t r a c t i o n ● B e r k e l e y s o c k e t s ( B S D s o c k e t s | P O S I X s o c k e t s ) – D e f a c t o s t a n d a r d A P I ● L w I P S o c k e t A P I l w i p _ s o c k e t ( A F _ I N E T , S O C K _ S T R E A M , 0 ) – ‘ l i t e ’ v e r s i o n o f B S D s o c k e t s s s e r v e r c l i e n t p r o c e s s p r o c e s s read write B y t e s → s o c k e t s o c k e t write read ← B y t e s 6 F r e e R T O S + l w I P S m r 3 1 6 0 – I C T P ( N o v . & D i c . 2 0 1 7 )

A p p l i c a t i o n A r c h i t e c t u r e s : s u p e r l o o p ● T w o m a i n a l t e r n a t i v e s : – S u p e r l o o p – m u l t i - t h r e a d e d ● S u p e r l o o p : – f o r e v e r l o o p t h a t s e q u e n c e s t h e s e t o f t a s k s – T y p i c a l i n s t a n d a l o n e i m p l e m e n t a t i o n s i n t m a i n ( ) { i n i t _ s y s t e m ( ) ; – P r o s : … W h i l e ( 1 ) { ● S i m p l e d o _ a ( ) ; ● N o O S o v e r h e a d d o _ b ( ) ; d o _ c ( ) ; – C o n s } / / Y o u ’ l n e v e r g e t h e r e ● D i ffi c u l t t o s c a l e ( l o w n u m b e r o f t a s k s ) } ● D i ffi c u l t t o b a l a n c e t i m e a n d t a s k s p r i o r i t i e s 7 F r e e R T O S + l w I P S m r 3 1 6 0 – I C T P ( N o v . & D i c . 2 0 1 7 )

A p p l i c a t i o n a r c h i t e c t u r e s : m u l t i - t h r e a d e d ● M u l t i - t h r e a d e d : – m u l t i p l e t h r e a d s s p a w n t o c a r r y o u t m u l t i p l e t a s k s c o n c u r r e n t l y – E a c h t a s k h a s d i ff e r e n t p r i o r i t y a n d t i m i n g r e q u i r e m e n t s – R e q u i r e s a n o p e r a t i n g s y s t e m – P r o s : ● M o r e m o d u l a r a r c h i t e c t u r e ● T a s k s c a n b e p r e - e m p t e d . A v o i d p r i o r i t y i n v e r s i o n – C o n s : ● M o r e c o m p l e x a n d e x t r a o v e r h e a d ● H i g h e r m e m o r y r e q u i r e m e n t s ● T h r e a d e x e c u t i o n i s d i ffi c u l t t o t e s t 8 F r e e R T O S + l w I P S m r 3 1 6 0 – I C T P ( N o v . & D i c . 2 0 1 7 )

F r e e R T O S A p p l i c a t i o n A r c h i t e c t u r e 9 F r e e R T O S + l w I P S m r 3 1 6 0 – I C T P ( N o v . & D i c . 2 0 1 7 )

F r e e R T O S n e t w o r k a p p l i c a t i o n ● B a s i c t e m p l a t e f o r s o c k e t o r i e n t e d p r o g r a m m i n g : – F i r s t s e t u p a n e t w o r k t h r e a d a n d s t a r t F r e e R T O S t a s k s c h e d u l e r – T h e n t h e n e t w o r k t h r e a d : ● I n i t i a l i z e s l w i p ● C o n fi g u r e s a n e t w o r k i n t e r f a c e ● R i s e s t h e i n t e r f a c e ● S t a r t s a n o t h e r t h r e a d f o r t h e r e c e p t i o n ● I n s t a l l s a n y o t h e r n e t w o r k t a s k s ( n e w t h r e a d s ) r e q u i r e d b y t h e a p p l i c a t i o n – We ’ l l s u p p o s e a n e c h o s e r v e r ● F i n a l l y i t d e l e t e s i t s e l f – T h e r e f o r e a f t e r i n i t i a l i z a t i o n s e v e r a l t h r e a d s a r e a c t i v e : ● R e c e p t i o n ● E c h o s e r v e r 10 F r e e R T O S + l w I P S m r 3 1 6 0 – I C T P ( N o v . & D i c . 2 0 1 7 )

F r e e R T O S n e t w o r k a p p l i c a t i o n ● I n i t i a l i z a t i o n : We n e e d F r e e R T O S t o s t a r t t a s k e x e c u t i o n f o r t h e r e s t o f t h e p r o c e d u r e E q u i v a l e n t t o a F r e e R T O S t a s k 11 F r e e R T O S + l w I P S m r 3 1 6 0 – I C T P ( N o v . & D i c . 2 0 1 7 )

F r e e R T O S n e t w o r k a p p l i c a t i o n ● N e t w o r k c o n fi g u r a t i o n t h r e a d S t a t i c I P c o n fi g u r a t i o n … ( c o n t i n u e s i n t h e n e x t s l i d e ) 12 F r e e R T O S + l w I P S m r 3 1 6 0 – I C T P ( N o v . & D i c . 2 0 1 7 )