第3部特集定番プロセッサ徹底研究! ARM Cortex-A Cortex-M からの乗り換えも OK! 第 11 章 Cortex-A9対応 ! ARM純正軽量リアルタイムOS RTX 萩本良平ユーザ・アプリケーションどのリアルタイム OSでも同じインターフェース CMSIS インターフェース CMSIS インターフェース CMSIS インターフェース XXX OS RTX YYY OS 図 1　ARM 社がリアルタイム OS のインターフェースを定義している…CMSIS-RTOS ▶実装の事例も別の機会に紹介していく予定です本章では誌面の都合で，RTX の特徴を紹介するにとどめますが，ARM Cortex-A9 プロセッサ RZ/A1L （ルネサスエレクトロニクス）搭載ボード CEV-RZ/ A1L（コンピューテックス）で動かし，リアルタイム制御を行う方法についても別の機会に紹介していく予定です． ARM 純正リアルタイム OS CMSIS-RTOS RTX ● 基本は Cortex-M 向け MMU やキャッシュをシコシコと設定して，My プログラムからのメモリ・アクセスを自分で管理してもかまいませんが，アクセスの管理などは OS の得意分野です．OS を使えば，ミドルウェアを使ったり，機能を追加したりすることも容易になります． ARM Cortex-A で定番として使われている Linux などの情報系 OS は，ROM/RAM 消費量が大きく，割り込みの応答速度が遅く，プロセスの切り替えに時間が ms オーダでかかります．ワンチップ・マイコンのファームウェアのように，メイン・ループを回してイベントが起きたときだけ約束された時間内で処理を行う必要がある，リアルタイム用途にはあまり適しているとはいえません．このような用途では，ROM/RAM は数十 K バイトていどで済み，タスクの切り替え時間は数μs ていどで，MMU の設定やメモリ・アクセスの管理を任せられる，軽量リアルタイム OS が適していると思います．本章では， ①無料で使用できる ② ARM 社純正 ③ Cortex-M シリーズからの移行を重視しているという特徴を備えた，軽量リアルタイム OS である CMSIS-RTOS RTX を紹介します．ARM Cortex-A9 プロセッサを使ったハードウェア制御などを行いたいときに便利に使えるのではないかと思います． 100 本章では ARM 社純正軽量リアルタイム OS CMSISRTOS RTX の特徴を紹介します．まずは名前を分解してみます． CMSIS とは，Cortex-M コアのマイコン用のソフトウェア・インターフェース規格です．CMSIS に準拠しているソフトウェアは，Cortex-M コアのどのマイコンでも使用することができます． RTOS とは，リアルタイム・オペレーティング・システムの略語です．イベントが発生したときの応答時間を約束できるしくみを備えた（応答時間の短い）OS のことをいいます． RTX は OS の名称です．つまり，CMSIS-RTOS RTX は「Cortex-M コアにおいて共通に使用することのできる OS インターフェースを実装している RTX という OS」ということです（図 1）． ● Cortex-A9 で使えば高性能とリアルタイム性のいいとこどり OK! もともと CMSIS-RTOS RTX は，Cortex-M 系のリアルタイム OS でした．ARM 社はそれを Cortex-A9 向けに移植していく方針のようです．第 1 弾として RZ ファミリ（ルネサスエレクトロニクス）に CMSIS-RTOS RTX が対応しました． CMSIS-RTOS を Cortex-A で使用すれば，ワンチップ Cortex-M マイコンのようなリアルタイム性を保ちつつ，高性能な Cortex-A を使用することが可能です． Cortex-M で作成した RTX アプリケーションをより高 2014 年 7 月号