つながるワイヤレス通信機器の開発手法（13）　――ファームウェアを設計する

● リアルタイムOSとメイン・ループの関係

　最近のワイヤレス通信機器では，ITRONなどのリアルタイムOSを搭載することが多くなってきた．リアルタイムOSは組み込み型プログラム向けのOSであり，優先順位を持ったタスクの切り替え機能，タスク間のメッセージング機能，メモリの管理機能を有し，設計者は処理間のタイミング調整やリソースの過多をあまり気にしなくてもプログラムを組むことができる．

　リアルタイムOSの機能の一つである優先順位を持ったタスク切り替え機能は，図11のように動作する．

1）時刻t1において，タスクCが発生．時刻t1ではほかのタスクがないのでタスクCを時刻t2まで実行．
2）時刻t2でタスクCの処理が終わり，アイドル（待機）状態に移行．
3）時刻t3でタスクBが発生し，処理を開始．
4）時刻t4でタスクAが発生する．このときCPUはタスクBを処理中であるが，タスクAのほうが優先順位が高いため，CPUはタスクBの処理を一時的に停止する．
5）時刻t5でタスクAが終了．このとき，待たせていたタスクBの処理を再開．同時にタスクCも発生するが優先順位が低いため，タスクBが終わるまで待たされる．
6）時刻t6でタスクBが終了し，タスクCの処理を開始．
7）時刻t7でタスクCが終了し，CPUはアイドル状態に戻る．

　数十ms以上の長さのタスク処理を切り替える場合，リアルタイムOSを使用するメリットは大きい．それより短い周期のタスクについては，割り込み型プログラムとの併用が必要になる．図10の例では，メイン処理の部分にリアルタイムOSを利用するとよい．

　また，ITRONなどの標準的なリアルタイムOSの場合，アプリケーション系ファームウェアで使われるTCP/IPスタックやPIM（Personal Information Manager）などのソフトウェア部品が，多くのベンダから有償または無償で提供されている．これらを利用すれば，設計工数を削減することができる．

〔図11〕リアルタイムOSのタスク切り替え機能
図の上側が処理状態，下側が処理要求である．停止中の処理は縦線で表している．

おおた・ひろゆき
加賀電子（株）
◆筆者プロフィール◆
20年以上にわたり，通信関連のエンジニア，エンジニアリング・チームのマネージャ，コンサルタントと，技術出身者としてはまっとうな（？）成長段階を経て，現在は電子専門商社にてマーケティング，新事業企画に従事．得意領域はこれまでのGPS，携帯電話，ワイヤレスLAN，Bluetoothに加えて，VoIP技術，テレマティクスとその領域は今でも広がり続けている．