図解 μITRON による組込みシステム入門 (第 2 版)

リアルタイム処理ができる組込みシステムを開発するために, 組込みシステムとリアルタイム OS について基礎から学び, 開発演習をしたい人にとって, 最適な入門書.

◆基礎から実践まで, これ一冊で!
基礎編では, 豊富な図や例によって,μITRON による組込みシステムの概要をわかりやすく解説しています.
実践編では, 個人でも演習しやすいシステム開発の例によって, タスク管理や割込み処理など, 開発における勘所を実践的に学べます.

◆手軽に手頃に開発演習!
無償評価版「Smalight OS」と安価な「RL78」マイコンで, 開発演習が始められます.

第 2 版では, マイコンが「RL78」に変更されてより多彩な開発演習に対応し, 特に重要な処理である「割込み」についての解説が増えました.
基礎編
第 1 章 組込み向けリアルタイム OS 概論
第 2 章 国産リアルタイム OS μITRON の機能
第 3 章 簡易型μITRON Smalight OS
実践編
第 4 章 リアルタイム OS を用いたシステムの開発の流れ
第 5 章 演習用の開発環境とコンフィギュレーション
第 6 章 サービスコールによるスケジューリングの実際
第 7 章 カーネルオブジェクトだけを利用したシステム例
第 8 章 割込みハンドラを利用したシステム例

リアルタイム処理が求められる機器の制御を、OS の力を借りて組み立てる方法を基礎から学ぶための本です。『図解 μITRON による組込みシステム入門 (第 2 版)』は、武井 正彦、中島 敏彦、鹿取 祐二の共著で、森北出版から 2018 年 2 月に刊行されました。副題は「RL78 マイコンで学ぶリアルタイム OS」です。版元の紹介文は本書を、リアルタイム処理ができる組込みシステムを開発するために、組込みシステムとリアルタイム OS を基礎から学び、開発演習をしたい人に向けた入門書と位置づけています。全 8 章を基礎編と実践編に分け、無償評価版の Smalight OS と安価な RL78 マイコンで演習を始められる構成です。刊行時の著者プロフィールでは、武井 正彦 がマクセルシステムテック、鹿取 祐二 がトロンフォーラムの所属と紹介されています。

基礎編の 3 章、リアルタイム OS の考え方と μITRON の機能

基礎編は第 1 章「組込み向けリアルタイム OS 概論」、第 2 章「国産リアルタイム OS μITRON の機能」、第 3 章「簡易型μITRON Smalight OS」の 3 章で、紹介文によれば豊富な図や例で μITRON による組込みシステムの概要を解説します。リアルタイム OS で大切なのは処理の速さそのものではなく、決められた時間内に応答できることです。そのためにタスクごとに優先度を付け、優先度の高いタスクが実行可能になった時点で低いタスクから処理を奪う方式でスケジューリングします。1 つの CPU の上で複数のタスクを切り替えながら進める 並行処理 を、時間の制約を守る形で組み立てる仕組みと言えます。μITRON は TRON プロジェクトが策定した組込み向けリアルタイムカーネルの仕様で、機器の資源に合わせて実装する機能の範囲を絞り込めるように作られています。

実践編の 5 章、開発の流れから割込みハンドラーを使うシステム例まで

実践編は第 4 章「リアルタイム OS を用いたシステムの開発の流れ」で全体像をつかみ、第 5 章「演習用の開発環境とコンフィギュレーション」で演習の土台を用意します。続く第 6 章「サービスコールによるスケジューリングの実際」の後は、第 7 章「カーネルオブジェクトだけを利用したシステム例」と第 8 章「割込みハンドラを利用したシステム例」です。紹介文は、個人でも演習しやすいシステム開発の例で、タスク管理や割込み処理など開発の勘所を学べると説明しています。μITRON 仕様では、タスクのほかにセマフォやイベントフラグ、データキューといった同期と通信の仕組みをカーネルオブジェクトとして扱い、共有資源の取り合いを防ぐ ミューテックス も用意されています。割込みハンドラーの中では待ち状態に入る操作ができないため、ハンドラーは必要最小限の処理を短く済ませ、後の処理をタスクへ通知して任せるのが基本の設計です。

第 2 版の変更点、RL78 と割込みの解説

本書には旧版があり、紹介文によれば第 2 版ではマイコンが RL78 に変更されてより多彩な開発演習に対応し、特に重要な処理である割込みについての解説が増えました。一般にマイコンのプログラムは C 言語で書かれることが多く、本書は 2018 年 2 月の刊行時点の評価版のソフトウェアと開発環境を使います。

本書の演習は RL78 マイコンと Smalight OS を前提にしています。低レイヤーの本は OS や低レイヤーの技術書 で整理しています。