Desenvolvimento de um Veículo Aéreo Não-Tripulado - LARA ...

o escalonador é feito para atender as restrições de tempo determinadas pelo programador [46].
Dessa forma, se existe uma tarefa de alta prioridade que deve ser executada a cada 10 ms, o
sistema fará o possível para atender essa demanda. Esse tipo de determinismo e restrição não
existe em sistemas operacionais comuns, onde latências grandes são aceitáveis.
O uso de um sistema operacional em tempo real se torna extremamente importante quando os
períodos das tarefas fica próximo dos limites do sistema, e quando é necessário se definir prioridades
entre essas tarefas. Essas necessidades ficaram muito claras quando uma primeira implementação
do código do LPC2148 se mostrou muito lenta - por mais que todos os dados eram enviados no
período correto, a ação de controle não era suficientemente rápida para controlar a dinâmica da
aeronave, devido a ausência de prioridades e a quantidade grande de interrupções. A necessidade
de se implementar filas e semáforos rudimentares foram outros fatores que motivaram a mudança
para um sistema operacional em tempo real.
Dentre as possíveis escolhas de RTOS, deve-se destacar o Xenomai, que é uma extensão em
tempo real para o Linux, o VxWorks, o QNX e o FreeRTOS. Desses, somente o Xenomai e o
FreeRTOS são livres e gratuitos, e somente o FreeRTOS era projetado para operar em plataformas
como o LPC2148.
O FreeRTOS é um sistema operacional em tempo real desenvolvido para especificamente para
microcontroladores. Sua principal vantagem é o amplo suporte a várias famílias de processadores
e a portabilidade entre diferentes suites de compiladores. Ele também implementa semáforos, filas
e um escalonador, suprindo todas as necessidades do projeto.
O principal desafio foi adaptar a última versão do FreeRTOS (versão 7.1.1) para o toolchain
utilizado no desenvolvimento em ARM no LARA (GNU GCC fornecido Mentor Graphics Sourcery
CodeBench Lite). Para tal, o mapeamento de memória interna (definidas pelos linker scripts),
as rotinas de baixo nível em assembly (startup files), as diretivas do compilador e o hardware
abstraction layer do FreeRTOS diveram que ser modificadas para o LPC2148 com o GCC. É
chamado de porting, ou adaptação, da última versão do FreeRTOS para o LPC2148. Esse trabalho
foi feito com base no manual do LPC2148 [47].
É importante destacar que essa versão “portada” do FreeRTOS está disponível livremente
na Wiki do LARA. A forma que o port foi feito está dentro dos padrões estabelecidos pelos
desenvolvedores do FreeRTOS, permitindo atualizações do código fonte sem grandes dificuldades.
É importante resaltar que a modularização foi essencial para o desenvolvimento uma vez que
o FreeRTOS foi implementado e testado. Todos os módulos de comunicação, processamento e
atuação para cada dispositivo já haviam sido desenvolvidos e testados no LPC2148 sem sistema
operacional, o que resumiu a implementação de cada tarefa a inicializar o módulo e adquir dados
periodicamente.
4.7.1.1 Tarefas utilizadas
A principal motivação para utilizar um sistema operacional em tempo real foi a possibilidade
de se ter várias tarefas sendo executadas em paralelo. Logo, a decisão principal de projeto foi
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